एफ तत्व

हाल के वर्षों में, लिथियम आयन बैटरी की ऊर्जा घनत्व बढ़ रहा, पारंपरिक लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड सामग्री उच्च विशिष्ट ऊर्जा बैटरी की जरूरत है, उच्च क्षमता को पूरा नहीं कर सकते हैं और NMC एनसीए सामग्री इतिहास का चरण शुरू होता है, विशेष रूप से, उच्च निकल एनसीए और NMC उसके माल में क्षमता, के बारे में 200mAh / जी पर निर्भर है सिलिकॉन एनोड सामग्री का एक उच्च क्षमता लिथियम आयन बैटरी की ऊर्जा की तुलना में अधिक हो सकता है, 250Wh / किलो या अधिक करने के लिए है भी 300Wh / किलो तक।, लेकिन एनसीए उच्च निकल और NMC सामग्री की क्षमता में वृद्धि पर साथ , वास्तव में कोई क्षमता है तो आगे लिथियम आयन बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा सुधार करने के लिए, हम कई अभ्यर्थियों में, नए उच्च क्षमता कैथोड सामग्री विकसित करने की आवश्यकता, लिथियम अमीर सामग्री सबसे होनहार एक लगता है विशिष्ट क्षमता। लिथियम अमीर 300mAh / जी अप करने के लिए सामग्री, वर्तमान उच्च निकल आधारित सामग्री की तुलना में अधिक है, उच्च यह अनंत आशा लिथियम आयन बैटरी से ऊर्जा का विकास है, लेकिन लिथियम में लाने के लिए अमीर सामग्री का लाभ ले लाया एक ही समय में, हम भी समस्याओं यह लाता सामना करना पड़ता है, पहली उच्च अपरिवर्तनीय क्षमता, जिसका मुख्य कारण पहले चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया, कमी की वजह से ऑक्सीजन हे नुकसान चक्र द्वारा पीछा किया है क्षय, जो क्योंकि हे अपरिवर्तनीय सामग्री के कण की सतह की प्रतिबाधा की वजह से नुकसान वृद्धि के चक्र में संरचनात्मक परिवर्तन की वजह से अमीर सामग्री लिथियम के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए दौरान वोल्टेज ड्रॉप।

कि क्रिस्टल संरचना की स्थिरता को बढ़ाने के लिथियम युक्त सामग्री के प्रदर्शन को सुधारने के लिए महत्वपूर्ण, ऑक्सीजन के नुकसान को कम, लिथियम अमीर अनुसंधान सामग्री वर्तमान में उठाना भी कई तत्वों doped इस बिंदु आम तरीका होगा।, उदाहरण के लिए, Chonnam राष्ट्रीय विश्वविद्यालय, कोरिया पौलराज अरुंकुमर में Li2RuO3 CO3 + यह शामिल करके काफी चक्र प्रदर्शन और सामग्री की दर क्षमता में सुधार होगा। इसके अलावा, सतह कोटिंग सामग्री, Li1.2Mn0 द्वारा पर चेंग चेन एट हार्बिन प्रौद्योगिकी संस्थान लिथियम अमीर के प्रदर्शन को सुधारने उदाहरण के लिए, का एक आम तरीका है .54Co0.13Ni0.13O2 कणों SnO2 की सतह परत के साथ लेपित, केवल काफी सुधार दर विशेषताओं और सामग्री के चक्र विशेषताओं को बेहतर बनाता है, ऑक्सीजन रिक्ति SnO2 भी लिथियम युक्त सामग्री के आरंभिक क्षमता में सुधार। आज हम आपको ऑक्सीजन युक्त लिथियम पदार्थ की समस्या को हल करने के लिए कैलिफोर्निया, बर्कले Jinhyuk ली, Jinhyuk ली विश्वविद्यालय से शोध परिणामों को पेश जमा किया जाता है, एफ तत्व की एक छोटी राशि में सामग्री को जोड़ा गया, ऑक्सीजन वर्षा को कम करने, नी की सामग्री बढ़ रही है, जिससे मंच के माल की ऊर्जा घनत्व, वोल्टेज और दर क्षमता बढ़ रही है।

आदेश लिथियम सामग्री को हटाने की प्रक्रिया संरचना की स्थिरता, हम आम तौर पर ली अतिरिक्त सामग्री, उदा Li1.211Mo0.467Cr0.3O2, Li1.3Mn0.4Nb0.3O2, Li1.2Mn0.4Ti0.4O2 सुनिश्चित करने के लिए लिथियम अमीर सामग्री और इस तरह है, जो लिथियम युक्त सामग्री में संक्रमण धातु तत्व की सामग्री को कम कर देता है, लेकिन यह भी बनाता है संक्रमण धातु तत्व के संयोजक अधिक है, यह लिथियम युक्त सामग्री की क्षमता को प्रभावित करेगा, और इसलिए पहले प्रभारी प्रक्रिया क्षमता में एक लिथियम युक्त सामग्री खेलने ऑक्सीजन की वजह से कमी है, जो उच्च क्षमता की अपरिवर्तनीय लिथियम अमीर सामग्री का प्रमुख कारण है के एक बड़े हिस्से के बाद से।

एफ तत्व की ऑक्सीजन वर्षा Jinhyuk ली छोटी राशि की समस्या को हल करने के लिए तत्व ओ (LNF15) Li1.15Ni0.375Ti0.375Mo0.1O2 (LN15) है, जो Ni2 + LN15 की सामग्री तत्व 0.45 करने के लिए 0.375 से बढ़कर बनाता का हिस्सा बदलने के लिए जोड़ा जाता है, ताकि सामग्री की क्षमता अधिक भरोसा करते हैं नी तत्व रेडोक्स प्रक्रिया के बजाय अपरिवर्तनीय तत्व हे कमी है, इस प्रकार सामग्री भी से 225mAh / जी 266mAh / जी की वृद्धि हुई वृद्धि हुई की प्रतिवर्ती क्षमता, ऊर्जा घनत्व 790Wh / किलो तक बढ़ जाती है। 3300Wh / एल।

निम्न चित्र से पता चलता Jinhyuk ली XRD और लिथियम युक्त ठोस चरण सामग्री के तत्व वितरण नक्शा संश्लेषण विधि, हम लिथियम इकाई कोशिका के आकार की एक अतिरिक्त के रूप में यह आंकड़ा से देख सकते हैं इस तरह के बढ़ जाती है कि सामग्री एक मामूली वृद्धि उदाहरण के लिए, LN15 (लिथियम 15% इकाई कोशिका के आकार 4.1444A से अधिक), लेकिन LN20 (लिथियम के 20% अतिरिक्त) इकाई कोशिका के आकार विकास 4.1449A, लेकिन एफ तत्व इकाई कोशिका के आकार को जोड़ने के बाद LN15 में 4.1415A LNF15 तक की कमी है, और एफ वितरण तत्व और एफ में तत्वों को दिखाने के लिए कोई नए चरण में लिथियम युक्त सामग्री में गठन किया गया है, लेकिन समान रूप से लिथियम युक्त सामग्री में वितरित किया।

एफ अंजीर LN15 और LN20 (Li1.2Ni0.333Ti0.333Mo0.133O2) सामग्री के रूप में, तत्व चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान सामग्री में बहुत अच्छा स्थिरता की क्रिस्टल संरचना में जोड़ा जा सकता है कि वहाँ एक वोल्टेज पठार पर लगभग 2.2V है, करने के लिए इसी यह Ti4 + और Mo6 + कमी कणों, जो केवल कुछ ऑक्सीजन के नुकसान के बाद हो जाएगा की सतह में होता है, लेकिन एफ तत्व के अलावा के बाद, 2.2V वोल्टेज पठार जाहिरा तौर पर, गायब हो गया है, जबकि LNF15 और एस LNF15 (एक कंपन मिल का उपयोग करते हुए मिश्रण) भी सामग्री LN15 एफ तत्व के बिना सामग्री की क्षमता क्रमश: 210mAh / g और 250mAh / जी की तुलना में काफी अधिक है।

ऊपर दिए गए परिणामों की पुष्टि करने के लिए, Jinhyuk ली हे एक लिथियम अमीर सामग्री व्यवहार के चार्ज अध्ययन किया गया था, जिन्हें आप नीचे अंजीर LN15 और LN20 सामग्री से देखा जा सकता दौरान जारी 4.35V O2 के बारे में करने के लिए शुरू है, लेकिन एफ जोड़ने के लिए LNF15 तत्व एक वोल्टेज O2 4.5V तक बढ़ जाती है उत्पन्न करता है। जबकि O2 की राशि पैदा भी है बहुत चार्ज प्रक्रिया LN15 भर में कमी आई है, हे की संख्या और LN20 0.26 और 0.40umol / मिलीग्राम, का उत्पादन किया लेकिन LNF15 पीढ़ी तक की कमी 0.07umol / mg, यह दर्शाता है कि एफ तत्व अभी भी लिथियम युक्त पदार्थ की संरचना को स्थिर करने में बहुत महत्वपूर्ण है।

एफ तत्व न केवल जोड़ा जाता है सामग्री की स्थिरता को बेहतर बनाता है, यह भी सामग्री की आयनिक चालकता सुधार कर सकते हैं, चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान polarizable सामग्री GITT, सामग्री वोल्टेज LNF15 ख चित्रा में उदाहरण रुक-रुक कर लगातार वर्तमान अनुमापन के लिए, को कम करने LN20 हिस्टैरिसीस सामग्री diffusivity सामग्री से काफी कम नहीं एफ तत्व की सामग्री से काफी अधिक देखी गई।

Jinhyuk ली लिथियम अमीर सामग्री के एफ तत्व द्वारा चार्ज की प्रक्रिया के दौरान समस्या का बेहतर ऑक्सीजन विकास, सामग्री की प्रतिवर्ती क्षमता बढ़ रही है। एफ तत्व भी आरोप-प्रवाह प्रक्रिया को कम करने के लिए आगे आयन प्रसार प्रतिरोध सामग्री को कम करने के लिए जोड़ा जा सकता है, सेल के ध्रुवीकरण आगे, एक प्रभावी समाधान प्रदान करता है, लिथियम अमीर सामग्री उच्च अपरिवर्तनीय क्षमता, गरीब दर क्षमता को सुलझाने के लिए Jinhyuk ली अध्ययन एक सामग्री का एक ऊर्जा घनत्व प्रदान की जाती है। जबकि ठोस चरण विधि जो भी व्यवहार में बहुत उपयुक्त है उत्पादन अनुप्रयोगों