冷喷NMC622复合材料作为离子电池的阴极
Eunjeong Kim1, Alejandro Gallegos Tovar2, Erika P Ramos1
1Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, California 94550, United States.
ACS applied materials & interfaces
|November 21, 2025
概括
冷喷沉积为制造离子电池阴极提供了一种无溶剂的方法,减少了电动汽车电池制造中的能源消耗. 这种干燥工艺显示了可扩展和高效的电极生产的前景.
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
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 对于电动汽车 (EV) 的高能耗,低成本离子电池 (LIB) 的需求不断增长.
- 电池阴极的传统泥造和干燥方法是能源密集型的,面临着可扩展性的挑战.
研究的目的:
- 研究冷喷雾 (CS) 沉积作为LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NMC622) 复合阴极的无溶剂制造方法.
- 评估CS过程参数对阴极形态,密度和电化学性能的影响.
主要方法:
- 利用冷喷沉积来创建NMC622复合阴极,使用NMC622,PVDF和CB的粉末混合物.
- 研究了气体温度,压力和阻隔距离对矿床特征的影响.
- 使用计算流体动力学 (CFD) 模拟来分析喷雾行为.
- 使用X射线衍射 (XRD) 描述了阴极微观结构.
主要成果:
- 冷喷沉积产生了密集的NMC622阴极微结构,没有相变.
- 电化学性能显示初始容量为~96 mAh g-1 (单晶NMC622) 和~167 mAh g-1 (多晶NMC622).
- CFD模拟表明粒子速度增加和辐射质量度降低,气体温度更高.
结论:
- 冷喷沉积是一种可行的无溶剂技术,用于制造集成的阴极涂层.
- 该过程为下一代LIBs的可扩展,节能干电极制造提供了一个有希望的途径.
- 与磁带造样品相比,CS-deposited阴极的性能具有竞争力,尽管初始容量低于最先进的泥造方法.


