Au cours des dernières années, la densité d'énergie de la batterie au lithium-ion montante, la matière d'oxyde de cobalt et de lithium classique ne peut pas répondre aux besoins de batteries d'énergie spécifique élevée, une plus grande capacité, et NMC matériau NCA commence la phase de l'histoire, en particulier, des matériaux de haute teneur en nickel de ceux-ci NCA et NMC la capacité est jusqu'à environ 200mAh / g, avec une capacité élevée de matériau d'anode de silicium peut être supérieure à l'énergie de la batterie au lithium-ion est de 250Wh / kg ou plus, même jusqu'à 300Wh / kg., mais en augmentant la capacité des NCA nickel élevé et un matériau NMC n'a pratiquement pas de potentiel, donc afin d'améliorer encore l'énergie spécifique des batteries lithium-ion, nous avons besoin de développer de nouveaux matériaux cathodiques à haute capacité, parmi de nombreux candidats, matériel riche en lithium est le plus prometteur semble capacité spécifique. matériau riche en lithium jusqu'à 300 mAh / g, beaucoup plus élevé que les matériaux de haute à base de nickel courant, élevé, il a apporté l'espoir infini de développer l'énergie que les batteries lithium-ion, mais apporter au lithium profiter des avantages de matériaux riches en même temps, nous devons aussi faire face aux problèmes qu'elle engendre, est la première grande capacité irréversible, principalement parce que le premier processus de charge et de décharge, la perte d'oxygène O en raison de la réduction suivie d'un cycle La chute de tension lors de la désintégration, qui doit être attribué au lithium matériau riche parce O perte irréversible due à l'impédance de la surface des particules de la matière due à des changements structurels dans le cycle de croissance.
La clé de l'amélioration de la performance du matériel riche en lithium qui améliorent la stabilité de la structure cristalline, réduire la perte d'oxygène, matériel de recherche riches en lithium soulèvent actuellement sont aussi de nombreux éléments dopées Ce point sera la méthode commune., Par exemple, Chonnam Université nationale, la Corée Paulraj Arunkumar en incorporant dans Li2RuO3 Co3 +, d'améliorer considérablement les performances du cycle et de la capacité de débit de la matière. en outre, le matériau de revêtement de surface est une méthode commune d'améliorer la performance de riche en lithium, par exemple, Cheng Chen et Harbin Institute of Technology par Li1.2Mn0 .54Co0.13Ni0.13O2 particules revêtues d'une couche de surface de SnO2, seulement améliore les caractéristiques de taux significativement améliorées et les caractéristiques du cycle de la matière, le SnO2 de vacance d'oxygène améliore également la capacité initiale de la matière riche en lithium. aujourd'hui, nous allons présenter les résultats de la recherche de l'Université de Californie, Berkeley Jinhyuk Lee, le Jinhyuk Lee afin de résoudre le problème du matériel de lithium riche en oxygène est déposé, ajoutée à la matière dans une petite quantité d'élément F, ce qui réduit la précipitation de l'oxygène, ce qui augmente la teneur en Ni, ainsi l'augmentation de la capacité de densité d'énergie, la tension et la vitesse de la matière de la plate-forme.
Lithium matériaux riches afin d'assurer la stabilité de la structure du processus d'enlèvement de matière au lithium, nous allons généralement excès de matériau Li, par exemple Li1.211Mo0.467Cr0.3O2, Li1.3Mn0.4Nb0.3O2, Li1.2Mn0.4Ti0.4O2 et analogues, ce qui réduit la teneur de l'élément de métal de transition dans le matériau riche en lithium, mais rend aussi la valence de l'élément métallique de transition est élevée, il aura une incidence sur la capacité de la matière riche en lithium, et donc jouer un matériau riche en lithium de la capacité de traitement dans la première charge Étant donné qu'une grande partie de la réduction provoquée par l'oxygène, ce qui est la cause principale des matières riches en lithium irréversible de capacité plus élevée.
Pour résoudre le problème de la précipitation d'oxygène petite quantité Jinhyuk Lee de l'élément F est ajouté pour remplacer une partie du joint de l'élément (LNF15) à la Li1.15Ni0.375Ti0.375Mo0.1O2 (LN15), ce qui rend le contenu de l'élément Ni2 + LN15 augmentée de 0,375 à 0,45, de sorte que la capacité du matériau plus compter processus d'oxydo-réduction de l'élément Ni, plutôt que d'élément irréversible la réduction de O, ainsi la capacité réversible du matériau a également augmenté de 225mAh / g augmenté à 266mAh / g, la densité d'énergie est augmentée à 790Wh / kg. 3300Wh / l.
La figure suivante montre Jinhyuk Lee XRD et un procédé de synthèse de la carte de distribution de l'élément de matériau en phase solide riche en lithium, on peut le voir sur la figure comme un excès de taille de cellule unitaire de lithium est augmentée de telle sorte que le matériau est une légère augmentation, par exemple, LN15 (lithium 15% d'excès) de taille de cellule unitaire 4.1444A, mais LN20 (20% d'excès de lithium) de 4.1449A de croissance de la taille de cellule unitaire, mais après avoir ajouté la taille de cellule unitaire de l'élément F est diminuée à 4.1415A LNF15 dans LN15, et F L'étude de la distribution élémentaire montre que l'élément F ne forme pas une nouvelle phase dans le matériau riche en lithium mais est uniformément réparti à l'intérieur du matériau riche en lithium.
F peut être ajouté à la structure cristalline de l'élément très bonne stabilité dans le matériau pendant la charge et la décharge, comme sur la figure matières LN15 LN20 et (Li1.2Ni0.333Ti0.333Mo0.133O2) il y a un palier de tension à 2,2 V environ, correspondant à il est Ti4 + et Mo6 + réduction se produit à la surface des particules, ce qui se produira seulement après la perte d'une partie de l'oxygène, mais après addition de l'élément F, le plateau de tension de 2,2 V a apparemment disparu, tandis que LNF15 et S-LNF15 (en utilisant un broyeur à vibration Mélangé) également significativement plus élevé que le matériel non-F LN15, 210mAh / g et 250mAh / g respectivement.
Pour confirmer les résultats ci-dessus, Jinhyuk Lee O libéré pendant le chargement d'un comportement matériel de lithium riche a été étudiée, comme indiqué ci-dessous peut être vu à partir de matériaux et la figure LN15 LN20 commencent à environ 4.35V O2, mais pour ajouter F LNF15 l'élément génère une tension O2 est augmentée jusqu'à 4,5V. tout en produisant une quantité d'O2 est également fortement diminué, le nombre de O à travers le processus de charge et LN15 LN20 produit 0,26 et 0.40umol / mg, mais la production d'LNF15 a diminué à 0,07umol / mg, indiquant que l'élément F est encore très important dans la stabilisation de la structure du matériau riche en lithium.
élément F est ajoutée améliore non seulement la stabilité de la matière, peut aussi améliorer la conductivité ionique du matériau, ce qui réduit le matériau polarisable pendant la charge et la décharge, par exemple un titrage intermittent de courant constant sur la figure b la GITT, la tension de matériau LNF15 L'hystérésis est significativement plus faible que le matériau LN20, indiquant que le coefficient de diffusion du matériau était significativement plus élevé que le matériau sans l'addition d'éléments F.
Jinhyuk Lee mieux le dégagement d'oxygène de problème pendant le processus de chargement par l'élément F de matériaux de lithium riches, en augmentant la capacité réversible du matériau. Élément F peut également être ajouté pour réduire encore le matériau de résistance à la diffusion d'ions, réduisant ainsi le processus de charge-décharge la polarisation de la cellule est en outre prévu une densité d'énergie d'un matériau. Jinhyuk étude Lee pour la résolution de lithium riche en matériau à haute capacité irréversible, capacité de débit faible, apporte une solution efficace, alors que le procédé en phase solide qui est également très approprié dans la pratique Applications de production.
