通过AlF双表面工程进行动态阴极-电解质相间结构,以实现丰富NCM811阴极的特殊稳定性
Hyunsub Shin1, Hojun Moon1, Jaehun Lee1
1Department of Chemistry, College of Natural Sciences, Yeungnam University, Gyeongsan, Gyeongbuk 38541, Republic of Korea.
Journal of colloid and interface science
|November 6, 2025
概括
高层氧化物,如NCM811,在高压离子电池中面临挑战. 双重AlF表面修改增强了稳定性和性能,为下一代电池铺平了道路.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 高层氧化物,如LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811),由于它们的高能量密度和较低的含量,它们是高能离子电池的有希望的阴极材料.
- 然而,它们的实际应用受到高压操作期间表面退化,氧气释放和晶格不稳定性所限制.
研究的目的:
- 为稳定高压NCM811阴极制定一个动态阴极-电解质相间 (CEI) 工程策略.
- 为了研究双重AlF表面修改对散装格子稳定和接口保护的协同效应.
主要方法:
- 使用化 (NH4F) 进行化和氧化 (Al2O3) 纳米形成的协同AlF双表面修饰.
- 电化学性能测试,包括初始放电能力和在高压下长期循环稳定性.
- 现场和现场特征技术,如X射线衍射 (XRD) 和电化学阻抗光谱 (EIS) 来分析结构和界面变化.
主要成果:
- 双修改的NCM811阴极表现出卓越的电化学性能,在0.1C时的初始放电容量为227mAhg-1和在0.2C时500个周期后93.2%的容量保留.
- 在高压循环过程中,AlF表面修改有效地抑制了格子扭曲,并降低了高压循环期间的界面电阻.
- 形成一个密集的,富含LiF的CEI和一个符合规格的Al2O3纳米外,提供了对寄生虫反应和机械应激的适应性保护.
结论:
- 通过协同AlF双面修改提出的动态CEI工程策略显著提高了富含Ni的阴极的高压稳定性.
- 这种可扩展和具有成本效益的方法为提高NCM811和高能离子电池中类似材料的商业可行性提供了一个通用平台.
