使用二次离子质谱法 (SIMS) 和硬X射线光电子光谱法 (HAXPES) 在离子电池中化学降解的表征
Abdulrhman H Alsaedi1,2, Ben F Spencer3, Sadia Sheraz1
1Department of Chemistry and Photon Science Institute, The University of Manchester, Manchester M13 9PL, United Kingdom.
富含的离子电池阴极显示降解的增加. 这项研究表明,电解质降解开始在充电之前,并且随着含量增加而恶化,影响着阴极电解质介相 (CEI) 层的形成.
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
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 像LiNixMnyCozO2 (NMC) 这样的分层氧化物阴极对于离子电池至关重要.
- 在NMC中含量更高提高了能量密度,但加速了电解质降解和容量衰减.
研究的目的:
- 在不同的电化学状态下对NMC111,NMC532和NMC811中的阴极电解质介相 (CEI) 形成进行比较分析.
- 研究含量和电解质组成对CEI演变和电池性能的影响.
主要方法:
- 二次离子质谱 (SIMS) 和高能X射线光电子光谱 (HAXPES) 用于详细的表面分析.
- 在不同的电解质 (E1和E2) 中进行NMC阴极的电化学循环.
主要成果:
- 电解质降解甚至在充电之前就开始,并在第一次充电时升级,与含量增加相关.
- 根据含量和电解质类型,CEI层的厚度和结构有很大差异.
- 与E1.1.相比,E2电解质中的NMC811阴极表现出持续的CEI增长和更深的透.
结论:
- 含量和电解质反应性是控制NMC阴极CEI厚度和稳定的关键因素.
- 了解CEI的演变对于开发更稳定,更高能量密度的离子电池至关重要.
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