稳定单晶Ni-丰富的阴极通过Epitaxial透辅助表面稳定

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 电池技术 电池技术

背景情况:

• 单晶Ni-丰富的LiNi_xMn_yCo_1-x-yO₂ (SNCM) 材料对下一代离子电池具有前景.
• 由于在高压循环过程中表面重建和应变演变,SNCM阴极的结构稳定性较低.

研究的目的:

• 为了提高SNCM阴极的结构稳定性和电化学性能.
• 调查Y₂O₃合并和Al兴奋剂对SNCM阴极性能的影响.

主要方法:

• 整合Y₂O₃以形成一个以表轴为辅助的表面层.
• 在SNCM网格内,可溶性Al离子的均分布.
• 在循环过程中分析结构稳定性和电化学性能.

主要成果:

• Y₂O₃表面层促进了离子传输,并抑制了接口反应和过渡金属溶解.
• 与Y-O键相结合的Al兴奋剂形成了支柱效应,抑制了菌株的演变并防止了纳米裂纹.
• 经过修改的SNCM阴极在1C (2.75-4.4V) 时实现了210.5mAh·g-1的特异性放电容量,在100个循环后保持了86.6%的容量.

结论:

• Y₂O₃表面修饰和Al兴奋剂有效地提高了SNCM阴极的结构稳定性.
• 这种方法为设计高性能,抗应变的单晶丰富的正极材料提供了新的策略.