En los últimos años, la densidad de energía de la batería de iones de litio en aumento, material de óxido de litio y cobalto convencional no puede satisfacer las necesidades de baterías de energía muy específicas, mayor capacidad, y el material NMC NCA comienza la etapa de la historia, en particular, materiales de alto contenido de níquel de los mismos NCA y NMC capacidad es de hasta aproximadamente 200 mAh / g, con una alta capacidad de material de ánodo de silicio puede ser mayor que la energía de la batería de iones de litio es 250Wh / kg o más, incluso hasta 300Wh / kg., pero en el aumento de la capacidad de los NCA alto contenido de níquel y el material NMC prácticamente no tiene potencial, por lo que con el fin de mejorar aún más la energía específica de las baterías de iones de litio, es necesario desarrollar nuevos materiales de cátodo de alta capacidad, entre muchos candidatos, material de litio-rica es la más prometedora parece capacidad específica. material de litio-rica hasta 300 mAh / g, mucho más alta que los materiales a base de níquel de alta corriente y alta que trajo esperanza infinita para desarrollar energía que las baterías de iones de litio, sino que incluyen litio disfrutar de los beneficios de material rico al mismo tiempo, también tenemos para enfrentar los problemas que conlleva, es la primera capacidad irreversible alta, sobre todo porque el primer proceso de carga y descarga, la pérdida de oxígeno O debido a la reducción seguida por ciclo La caída de tensión durante la desintegración, lo que debería atribuirse al litio material rico porque O pérdida irreversible debido a la impedancia de la superficie de la partícula del material debido a cambios estructurales en el ciclo de crecimiento.
La clave para mejorar el rendimiento de material de litio-rica que mejoran la estabilidad de la estructura cristalina, a reducir la pérdida de oxígeno, materiales de investigación ricas en litio actualmente plantean son también muchos elementos de dopado Este punto será el método común., Por ejemplo, la Universidad Nacional de Chonnam, Corea Paulraj Arunkumar incorporándola en Li2RuO3 Co3 +, mejorar significativamente el rendimiento de ciclo y capacidad de velocidad del material. Además, el material de recubrimiento superficial es un método común de mejorar el rendimiento de litio-rico, por ejemplo, Cheng Chen et Instituto de Tecnología de Harbin en por Li1.2Mn0 .54Co0.13Ni0.13O2 partículas recubiertas con una capa superficial de SnO2, sólo mejora características de la tasa significativamente mejoradas y características del ciclo del material, el SnO2 vacante de oxígeno también mejora la capacidad inicial del material de litio-rico. hoy vamos a introducir los resultados de investigación de la Universidad de California, Berkeley Jinhyuk Lee, el Jinhyuk Lee con el fin de resolver el problema de material de litio rica en oxígeno se deposita, añade al material en una pequeña cantidad de F elemento, reduciendo la precipitación de oxígeno, el aumento del contenido de Ni, de ese modo Mejore la densidad de energía del material, la plataforma de voltaje y el rendimiento de la tasa.
materiales ricos de litio con el fin de asegurar la estabilidad de la estructura del proceso de eliminación de material de litio, que, generalmente, Li exceso de material, por ejemplo Li1.211Mo0.467Cr0.3O2, Li1.3Mn0.4Nb0.3O2, Li1.2Mn0.4Ti0.4O2 y similares, que reduce el contenido del elemento de metal de transición en el material de litio-rico, pero también hace que la valencia del elemento metálico de transición es alta, que afectará a la capacidad del material de litio-rico, y por lo tanto jugar un material de litio-rico en la capacidad de proceso en la primera carga Una gran parte se debe a la reducción de oxígeno, que también es una razón importante de la capacidad irreversible de los materiales ricos en litio.
Para resolver el problema de la precipitación de oxígeno Jinhyuk Lee pequeña cantidad de F elemento se añade para reemplazar parte del elemento O (LNF15) a la Li1.15Ni0.375Ti0.375Mo0.1O2 (LN15), que hace que el contenido de Ni2 + LN15 elemento aumentó de 0.375 a 0,45, de modo que la capacidad del material más dependen Ni proceso elemento redox, en lugar de la reducción de elemento O irreversible, por lo tanto la capacidad reversible del material también aumentó de 225mAh / g aumentó a 266mAh / g, la densidad de energía se incrementa a 790Wh / kg. 3300Wh / l.
La siguiente figura muestra Jinhyuk Lee XRD y distribución elemento método de síntesis mapa de material en fase sólida de litio-rico, podemos ver en la figura como un exceso de tamaño de celda unidad de litio se incrementa de tal manera que el material es un ligero aumento, por ejemplo, LN15 (litio 15% de exceso) de tamaño de celda unidad 4.1444A, pero LN20 (20% de exceso de litio) 4.1449A crecimiento del tamaño de celda unidad, pero después de la adición de F tamaño de la unidad celular elemento se reduce a 4.1415A LNF15 en LN15, y F elementos en el elemento de distribución y F muestran ninguna nueva fase se forma en el material de litio-rico, pero distribuye uniformemente en el material de litio-rico.
F se puede añadir a la estructura cristalina del elemento de muy buena estabilidad en el material durante la carga y descarga, como en los materiales de la figura LN15 y LN20 (Li1.2Ni0.333Ti0.333Mo0.133O2) hay una meseta de tensión de aproximadamente 2,2 V, que corresponde a es reducción Ti4 + y Mo6 + se produce en la superficie de las partículas, que se producen sólo después de la pérdida de algo de oxígeno, pero después de la adición de F elemento, la meseta de tensión de 2,2 V al parecer desapareció, mientras que LNF15 y S-LNF15 (usando un molino de vibración de mezcla) es también significativamente superior a la capacidad del material sin material de LN15 F elemento, respectivamente 210mAh / g y 250mAh / g.
Para confirmar los resultados anteriores, Jinhyuk Lee O liberado durante la carga de un rico comportamiento del material de litio se estudió, como se muestra a continuación se pueden ver en la figura LN15 y LN20 materiales comienzan a aproximadamente 4.35V O2, pero para agregar F LNF15 el elemento genera una tensión de O2 se incrementa a 4.5V. generando al mismo tiempo una cantidad de O2 es también disminuido en gran medida, el número de O en todo el proceso de carga LN15 y LN20 produjo 0,26 y 0.40umol / mg, pero la generación LNF15 disminuyó a 0.07umol / mg, lo que indica que el elemento F todavía es muy significativo para estabilizar la estructura del material rico en litio.
Se añade F elemento no sólo mejora la estabilidad del material, también puede mejorar la conductividad iónica del material, reduciendo el material polarizable durante la carga y la descarga, por ejemplo intermitente titulación de corriente constante en la Figura b la GITT, LNF15 tensión de material de La histéresis es significativamente menor que el material LN20, lo que indica que el coeficiente de difusión del material fue significativamente mayor que el material sin la adición de elementos F.
Jinhyuk Lee evolución mejor problema de oxígeno durante el proceso de carga por el elemento F de materiales ricos litio, aumentando la capacidad reversible del material. F elemento también se puede añadir para reducir aún más el material de resistencia a la difusión de iones, reduciendo el proceso de carga-descarga polarización de la celda se proporciona además una densidad de energía de un material. estudio Jinhyuk Lee para resolver rico alta capacidad de material de litio irreversible, la mala capacidad de velocidad, proporciona una solución eficaz, mientras que el método de fase sólida, que también es muy adecuado en la práctica Aplicaciones de producción.