पारंपरिक लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड सामग्री की ऊर्जा आवश्यकताओं की तुलना में लिथियम आयन बैटरी के निरंतर सुधार के साथ एक उच्च क्षमता सामग्री NMC और एनसीए, एनसीए उच्च निकल और विशेष रूप से NMC सामग्री द्वारा प्रतिस्थापित किया जा, विशिष्ट क्षमता प्राप्त किया जा सकता 200mAh / जी या अधिक , क्या सबसे अच्छा विकल्प के वर्तमान स्तर पर उच्च विशिष्ट ऊर्जा लिथियम आयन बैटरी है, जो अपने उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन के साथ एनसीए सामग्री है, उच्च अंत लिथियम आयन बैटरी बाजार में धीरे-धीरे एक जगह जीती है।
एनसीए सामग्री अभी भी प्रचलन में समस्याओं स्तरित सेंधा नमक संरचना साइकिल नीचे एनसीए क्षमता गिरावट की महत्वपूर्ण कारणों में से संरचना बदलने के लिए है के दौरान चक्र नीचे गिरावट, एनसीए सामग्री, और हम आम तौर पर एनसीए बाहर से चरण में बदलाव सामग्री के बारे में सोच रहे हैं और है, जो सेंधा नमक की संरचना में एक पहला परिवर्तन के कणों की सबसे बाहरी परत, जबकि अभी भी कोर परत संरचना है, जो हम कहते हैं 'कोर-खोल' नीचे गिरावट को बनाए रखने के लिए है। लेकिन न्यूयॉर्क की स्टेट विश्वविद्यालय में अनुसंधान Hanlei झांग पाया LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 सामग्री में, पैटर्न नीचे सामग्री गिरावट केवल 'कोर-खोल' चरण संक्रमण मोड मौजूद है, वहाँ भी है एक चरण में बदलाव 'antinuclear खोल संरचना' आंतरिक सामग्री कणों के रूप में पहले बदल जाती है एक रॉक नमक संरचना, और कणों की सतह एक स्तरित संरचना बनी हुई है, इस घटना के लिए मुख्य कारण माल की हे कण सतह की कमी है, जिसके परिणामस्वरूप रिक्ति, सतह के लिए हे हे आंतरिक प्रसार ड्राइव जाएगा हे अंदर कणों की एक अनुपात में जिसके परिणामस्वरूप उल्लेखनीय रूप से चरण में परिवर्तन, हनीली जांग, जो पारंपरिक 'कोर-शैल संरचना' गिरावट मॉडल की तुलना में कम हो गया है, एनसीए सामग्री क्षमता पर यह 'एंटी-कोर शैल संरचना' क्षय मोड गिरावट का प्रभाव अधिक है
निम्नलिखित चित्रा 30 चक्रों के बाद एनसीए सामग्री के उच्च संकल्प मंदिर छवियों को दर्शाता है। चित्रा से, हम ध्यान दें कि रॉक नमक संरचना एनसीए कणों के अंदर बनाई गई है और कण की सतह लंबर संरचना का बनी हुई है। मूल एनसीए सामग्री के अध्ययन से पता चलता है कि परीक्षण की शुरुआत से पहले कण रॉक नमक संरचना से मुक्त होते हैं, और सभी क्षेत्रों को स्तरित किया जाता है, यह दर्शाता है कि इन रॉक नमक संरचनाओं का निर्माण सामग्री परिसंचरण की प्रक्रिया के दौरान किया जाता है।
निम्न आकृति रॉक नमक संरचना क्षेत्र का विस्तृत विश्लेषण है। यह आंकड़ा से देखा जा सकता है कि लंबर संरचना और रॉक नमक संरचना के बीच में स्पाइनल संरचना की एक परत है, और उनके बीच की सीमा धराशायी रेखा से चिह्नित है। यह पाया गया है कि एनसीए कणों में संरचना में समान लक्षण हैं, अर्थात्, रॉक नमक संरचना का बाहरी भाग स्पाइनल संरचना की एक परत के साथ लिपटे जाता है, पूर्ण स्तरित संरचना के बाहर की स्पाइनल संरचना, हनेली झांग ने 'एंटी-कोर शेल संरचना ', जैसा कि चित्रा ई में दिखाया गया है।
निम्नलिखित आंकड़ा इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न और रॉक नमक संरचना क्षेत्र की उच्च संकल्प संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और लैम्मेलर संरचना क्षेत्र को दर्शाता है। जैसा कि ग्राफ़ बी और सी से देखा जा सकता है, लैंबर क्षेत्र मूल रूप से संरचनात्मक अखंडता और व्यवस्था का रखरखाव करता है, रॉक नमक संरचना बहुत अव्यवस्थित है, क्रिस्टल व्यवस्था भी बहुत अराजक है, मुख्यतः क्योंकि सामग्री ओ ओ, रॉक नमक संरचना का निर्माण, भौतिक चेहरा-केंद्रित क्यूबिक एफसीसी संरचना का विनाश, जिससे भ्रम की क्रिस्टल संरचना होती है।
चित्रा डी, जी, ई एनसीए कणों का एक आंशिक बढ़े हुए दृश्य है। जैसे कि छवि डी से देखा जा सकता है, सतह के लैंबर संरचना में कुछ निश्चित संरचनात्मक परिवर्तन होता है। कुछ संक्रमण धातु आयन ली स्थिति में दिखाई देते हैं, Cationic मिश्रण का हिस्सा है, और चित्रा में cationic मिश्रण की घटना चित्रा डी से काफी महत्वपूर्ण है, संक्रमण धातु तत्व आयनों द्वारा अधिक ली बिट पर कब्जा कर लिया है, जब ली बिट के 1/4 पर कब्जा कर लिया है स्पिनल संरचना उत्पन्न होती है, और जब सभी ली बिट्स पर कब्जा कर लेते हैं, तो रॉक नमक का निर्माण पर्याप्त होता है.इसलिए, चित्र में दिखाए गए क्षेत्र में, सामग्री का ढांचा इस तथ्य के करीब है कि अधिक ली आयन संक्रमण धातु तत्व आयनों रॉक नमक संरचना
हम जानते हैं कि स्तरित संरचना में चट्टान नमक संरचना के निर्माण में ओ का हिस्सा खोना आवश्यक है, और एनएसी कणों के अंदर ओ को खोना मुश्किल है, जो कणों की सतह तक पहुंचने के लिए ओ की आवश्यकता होती है और फिर वातावरण में फैल जाती है। एट। हमने दिखाया है कि एनसीए सामग्री कणों की सतह पर ओ की हानि कणों की सतह को कणों में भरने के लिए कणों की सतह को ओ भरने के लिए ओ के कारण फैल जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप कणों की सतह ओ में महत्वपूर्ण कमी आएगी, जबकि आंतरिक ओ निम्नलिखित आंकड़ा 30 चक्रों के बाद एनसीए कणों के मौलिक वितरण को दर्शाता है। अंजीर में O तत्वों के वितरण से, कणों में ओ की सामग्री अपेक्षाकृत कम है, और कणों की सतह और आंतरिक सामग्री नहीं है और यह नोट किया गया है कि नी तत्वों का वितरण अपेक्षाकृत समान है और ओ तत्व के रूप में कोई महत्वपूर्ण नुकसान नहीं है, जिसका मतलब है कि जहां क्षेत्रीय ओ नुकसान अधिक है, नी / ओ अनुपात में वृद्धि होती है, और नी 2 + सामग्रियों की संख्या में वृद्धि, जिसके परिणामस्वरूप स्तरित संरचना से सामग्री को स्पिनल संरचना में बदल दिया गया है।
ली-ली 1/9 एनआई 1/3 एमएन 5/9 ओ ओ सामग्री 30 ℃ और 50 ℃, ओ प्रसार दर 3'10-13 और 2'10-12 सेंमी 2 / एस, ओ घाटे की अनाज सतह कणों में घटित होगी ओ की एकाग्रता, एसओसी और तापमान जैसे कारकों से प्रभावित होती है। जब ओ हानि की दर तेजी से पर्याप्त होती है, तो ओ के कारण सतह क्षेत्र गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाता है, इसलिए कण की सतह ओ की एकाग्रता से प्रभावित होगी। लंबर संरचना से सीधे रॉक नमक संरचना तक। जब ओ नुकसान की दर धीमी है, तो यह कणों के बाहरी प्रसार को अंदर से ओ को बढ़ावा देगा, जिसके परिणामस्वरूप अनाज के भीतर कणों के नुकसान, कणों के भीतर रॉक नमक संरचना का गठन होगा, जबकि कण सतह अभी भी परत को बनाए रखने के लिए है इसका अर्थ है कि एनसीए कणों को 'कोर-शेल संरचना' या 'एंटी-कोर शैल स्ट्रक्चर' का मुख्य रूप से ओ के नुकसान की दर से प्रभावित होता है।
Hanlei झांग अध्ययन एनसीए कणों 120 है, जिनमें से कणों का केवल 10% चरण संक्रमण मोड, कणों के बहुमत के बाकी गाया जाता है 'कोर-खोल' चरण संक्रमण मोड, अर्थात दो सामग्री एनसीए एक 'antinuclear खोल संरचना' का प्रदर्शन प्रजाति के क्षय मोड एक ही समय में मौजूद होंगे, 'कोर-शैल संरचना' क्षय में इलेक्ट्रोड मौजूद होगा, 'एंटी-कोर शैल स्ट्रक्चर' सड़न होगा।
निम्न चित्र इस 'विरोधी परमाणु खोल संरचना "गठन तंत्र को सारांशित, कण सतह पहले एनसीए हे नुकसान है, जिसके परिणामस्वरूप रिक्ति हे है, कण के भीतर एक सघनता अनुपात की हे, जिससे आंतरिक पैदा करने में कणों कण सतह हे की ओर विस्थापित, ताकि spinel परत - - एक स्तरित संरचना क्षेत्र हे कणों के इंटीरियर की सामग्री काफी कम है क्योंकि अधिक हे विलोपन, इन क्षेत्रों क्रिस्टल संरचना में परिवर्तन का उत्पादन करेगा, एक स्तरित सेंधा नमक संरचना से संक्रमण एक संरचना, एक सेंधा नमक संरचना इतनी के रूप में एक क्षेत्र के रूप में है हालांकि, जब हे नुकसान तेजी से पर्याप्त होता है, तो रॉक नमक संरचना की एक परत सीधे एनसीए कणों की सतह पर बनाई जाती है। चूंकि नमक रॉक संरचना परत की परत की प्रसार दर अपेक्षाकृत धीमी है, यह कणों के इंटीरियर की रक्षा कर सकती है चट्टान नमक संरचना के लिए। इसलिए, सामान्य तौर पर, 'एंटी-कोर शैल स्ट्रक्चर' का प्रभाव एनसीए सामग्री की क्षमता क्षय पर अधिक प्रभाव पड़ता है, क्योंकि यह संरचना सक्रिय लंबर संरचना को नष्ट नहीं करता बल्कि यह भी स्तरित संरचना का कारण बनती है यह क्षेत्र अलग है, क्षमता का अधिक नुकसान हो रहा है, और इसके विपरीत अगर यह पारंपरिक 'कोर-शैल संरचना' है, हालांकि रॉक नमक संरचना की चट्टान की सतह परत का गठन विद्युत रासायनिक कमी को कम करेगा गतिविधि, लेकिन आंतरिक लैंबर संरचना की रक्षा के लिए भी रॉक नमक संरचना में परिवर्तन नहीं होता है, जिससे एनसीए सामग्री गिरावट की क्षमता कम हो जाती है।
एक सेंधा नमक संरचना के लिए संक्रमण क्षमता के नुकसान का मुख्य कारण साइकिल चालन के दौरान होता है एनसीए स्तरित संरचना सामग्री है। सामान्य तौर पर हम मानते हैं कि इस संरचनात्मक परिवर्तन होगा सतह से पहले कणों होने की, अंत में रॉक नमक संरचना के लिए एक आवास बनाने शुरू होता है, कोर 'कोर-खोल' के एक स्तरित संरचना है, लेकिन Hanlei झांग ने पाया है कि, ऊपर-वर्णित एनसीए की सामग्री के अलावा नीचे मोड में गिरावट, आगे है एक 'खोल संरचना antinuclear apos मोड नीचे में गिरावट, एक तथाकथित' antinuclear खोल संरचना ' यही कारण है, के बाद से सतह हे धीमी गति एनसीए कणों की हानि, कणों इस प्रकार भीतरी और एक निश्चित एकाग्रता ढाल के बाहरी कवच हे के बीच का गठन, प्रसार हे की आंतरिक सतह की ओर जाता है, हे कणों अंतिम एकाग्रता, अपेक्षाकृत कम है गठन सेंधा नमक संरचना, और एनसीए के अंदर के बाद से आंतरिक परत में हे के अलावा के कारण कणों की सतह को अब भी एक स्तरित संरचना के साथ कवर किया गया है।
के बाद से अपेक्षाकृत तेज प्रसार दर हे, हे रॉक नमक संरचना और कम प्रसार गति से स्तरित संरचना अपेक्षाकृत धीमी है, इसलिए पारंपरिक 'कोर-खोल' सेंधा नमक संरचना स्तरित संरचना की सतह परत में कणों की रक्षा करने में सक्षम सेंधा नमक की अंदरूनी संरचना को बदलने के लिए जारी रखने के लिए नहीं है है, जबकि सेंधा नमक संरचना 'antinuclear खोल संरचना' न केवल कण के इंटीरियर की रक्षा, लेकिन यह भी एनसीए क्षमता गिरावट नीचे में तेजी लाने, इसलिए हम कण सतह के दौरान प्रयोग के एनसीए वेग स्थिति पैदा करने एनसीए हे सामग्री नुकसान सुधार कर सकते हैं (के लिए कार्य करता है जैसे तापमान बढ़ाना, आदि), ताकि अपने कण की सतह पर रॉक नमक संरचना की एक परत बनाने के लिए, एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाएं, गिरावट के देर चक्र को कम करें
