通过超快速的水性洗实现快速充电和卓越的循环稳定性单晶Ni-Rich阴极
Kaixin Liu1, Jia Yang1, Huaping Wang1,2
1School of Materials and New Energy, Ningxia University, Yinchuan, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 23, 2025
概括
超快速洗和回火有效地从单晶阴极中去除表面化合物. 这一策略增强了离子电池的快速充电能力和循环稳定性.
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:
- 富含Ni的单晶层氧化物是高能量密度离子电池的有希望的阴极材料.
- 在合成过程中形成的表面残留化合物 (RLC) 阻碍了快充和循环稳定性.
- 微米大小的晶体加剧了Li+扩散的限制.
研究的目的:
- 开发一种有效的方法来从单晶Ni-丰富的层状氧化物中去除表面RLC.
- 为了提高这些正极材料的快充能力和循环稳定性.
- 调查表面处理对材料结构和离子传输的影响.
主要方法:
- 开发了一种超快速洗 (3分钟) 后的低温回火 (600°C) 处理 LiNi0.85Co0.1Mn0.05O2 单晶.
- 量化RLC去除效率和表面结构变化.
- 在现场使用X射线衍射 (XRD) 来研究电化学循环过程中的大量相位过渡.
主要成果:
- 实现了94.5%的表面RLC的去除,结构恶化最小 (2-4nm岩盐层).
- 在5°C充电时证明了80%的容量保留,满足了极端快速充电的要求.
- 在1°C保持卓越的循环稳定性和增强的离子导电性.
结论:
- 超快速的洗和回火策略有效地减轻了单晶阴极中的RLC问题.
- 减弱的岩盐表面层促进了光滑的散装相位过渡,提高了电化学性能.
- 这种方法为开发用于快充离子电池的先进阴极提供了可行的途径.
