高镍材料的循环衰减问题
因为自身较高的克容量和比较成熟的合成工艺,三元材料,尤其是高镍的层状材料(NCM/NCA)系列备受关注。今后的高能量密度的电池中必不可少要用到NCM811等相对Ni含量较高的材料。但是较高的Ni含量也引发了高镍材料的很多问题。其中比较严重的就是与低Ni的材料相比,循环的稳定性明显变差。
希望大家来讨论一下,高Ni材料的循环衰减的主要原因,如果可以附上相关文献(一定要靠谱哦)更好。
抛砖引玉:
1. 离子混排相的存在以及循环中越来越多的过渡金属进入Li层
Scientific Reports,7 (2017)1408
2.循环过程中晶格结构发生剧烈的膨胀收缩,造成颗粒破裂,内阻升高
Chem. Mater. 2016, 28, 162-171.
3. 界面反应/寄生反应:高价态的Ni 加剧了电解液的分解以及副反应
Journal of The Electrochemical Society, 162 (7) A1401-A1408 (2015)
4.表面重构:颗粒表面会向NiO相转变,失去电化学活性(有些学者也认为NiO具有脱嵌Li的能力,有待大家讨论)
ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 1297-1308.
大神们认为主要的影响因素是哪个或者哪一些呢?工业界有没有比较有效的解决方案或者思路?
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今日热帖
个人认为4为主。。。确切说应该是脱嵌过程中材料不可逆想变的程度越来越大。。。(这个貌似跟你的4更接近)。。。
您认为是所以是layer-spinel-rocksalt相变逐渐加剧是主要原因?这个相变是不是跟混排也有一定关系呢?还有就是您认为相变只在表面发生还是整个颗粒均匀发生呢
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个人愚见,材料是否均一是关键
Li/Ni的均一,Ni/CoMn是否偏析等等
Ni and Co Segregations on Selective Surface Facets and Rational Design of Layered Lithium Transition-Metal Oxide Cathodes
不是富镍,但也属于层状体系
我认为离子混排相的存在以及循环中越来越多的过渡金属进入Li层是主要原因