리튬 코발트 종래 대면 재료 운명 된 전지의 에너지 밀도 리튬 이온을 향상 용량의 일부 개선이 더 높은 용량을 비교하지만, 리튬 코발트 고압 최근 개발 된 삼원 재료, 거기에별로 장점이 있으며, 높은 니켈 NMC와 NCA 기술의 점진적인 성숙과 함께, 리튬 코발트 산화물 시장 점유율은 빠르게 높은 니켈 삼원 물질을 잃고 일반적으로 0.8의 Ni 함량을 말합니다 재료 위에 NMC 및 NCA는, 원 재료의 용량의 Ni 원소의 함유량에 주로 의존 이러한 물질의 높은 니켈 NMC 클래스의 시장 출시에 현재 일부 제조업체와 높은 Ni 함유량의 용량이 높을수록 특정 용량에 도달 200mAh / g 이상. 그러나 높은 용량을 가져올 수있는 재료의 Ni 원소뿐만 아니라 특히 높은 전위에서 재료의 열 안정성을 감소 시키므로 Ni4 +는 강한 산화력을 가지므로 재료의 전해질이 생성됩니다 표면의 분해로 인해 용량 감소 및 내부 저항이 증가합니다.
이 안정성에 대한 해결책은 주로 두 : 1)로 표면 코팅, Al2O3와, 산화 마그네슘 등 NMC 표면으로서 세라믹 산화물의 층으로 코팅 된, 예를 들어, 단지 높은 니켈 계면 물질의 안정성을 개선하기 위해 더 감소 될 수있다 이 충 방전의 전기 화학 반응에 참여할 수 없지만 2) 이러한 요소 알 NCA 재료 등의 원소가 도핑하지만, 알루미늄 소재의 첨가 원소는 안정 될 수 있으며, 표면 염기도가 높은 니켈 물질 생산의 제조 가능성을 향상 격자, 자전거의 성능을 향상,하지만 너무 많이 추가 비활성 알 요소가이 문제를 해결하기 위해, 재생 재료의 용량에 영향을 미칠 수 지언구오 두안 및 기타 중앙 남부 대학의 준비에 등급 도핑 기술, NCA을 개발했다 안팎에서 입자가 알루미늄 원소의 농도가 서서히, 입자 표면에서의 최대 Al 농도는,이 기술은 좋은 높은 니켈 사이클 안정성 NCA 재료뿐만의 문제를 해결한다 (1,000 사이클, 92.4 %의 용량 유지율)을 상승 NCA는 표면 알칼리성을 개선하고 물 문제를 일으키기 쉬운 좋은 물질이기도합니다.
높은 도핑 기울기 니켈 원계 재료의 제조를위한 상기 기술로부터 쉽게 볼, 그것은 매우 강력한 도구이며, 모두 양호한 표면 안정성 물질 NCA 향상이나 용량에 관해서 큰 영향은 없다. 도핑 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2의 구배 등 고온, 고전압, CAS 타오 첸에서 특정 사이클 안정성의 사이클 안정성 NCA 높은 니켈 재료를 해결하기 위해서 입자의 내부보다 상당히 높은 붕소 입자 NCA의 표면은, 입자 표면이 충실 붕소 양호한 표면 안정성은 온도 변화를 감소 NCA 입자를 향상되도록 구배 도핑 붕소 소량 혼입, 입자 표면을 환원 NCA의 입자 표면의 SEI 막 두께로 인해 균열 사이클, 사이클 특성이 높은 니켈 NCA 재료를 향상시킨다.
붕소의 원료로서 사용될 타오 첸 H3BO3 실험은 NCA가 'Li'Ni0.8Co0.15Al0.05 형성 도핑 처리 (BO3) × (BO4) yO2-3x-4Y의 구배 (Bx로 NCA +, Y, X + Y = 0, 0.01, 0.015, 0.02), SEM 사진, 도핑 재료 NCA C에서 (FIG)에 비해, 도면에서 알 수있는도 NCA 전구체 및 소자 B의 상이한 도핑 비율의 물질을 나타낸다 도핑 물질 NCA (주로 도핑 높은 비율 B0.015-NCA (예를 아래도) 및 B0.02 NCA-F에서 (도))보다 명확 입자 표면에 증착 더 가깝게 차 입자 후 (아마 LiOH / Li2CO3와 같은 표면 분해 리튬 염의 감소에 의해 야기된다.)
키 경사 도핑 기술은 그렇지 우리가 경사 도핑 기술적 이점을 잃게 원소 도핑 된 "구배"단어가 균일 NCA 안의 재료 입자에 혼입 될 수 있다는 점이다. XPS의 B0.015- 사용 NCA 원소 분석 소자 B의 농도 (하부 패널 C), 소자 B도에서 D로 경사 구조를 형성하는 코어 입자의 표면보다 상당히 높은 감소 코어 입자층의 입자의 표면에서 발견 될 수있다 도. XPS 분석가 동시에 나타났다, B 원소 도핑 NCA 입자 표면 NI2 + NCA 도핑 재료보다 훨씬 높은, 높은 표면 NI2 + 함량이 재료 NCA의 구조적 안정성을 개선하는 데 도움이, NCA 향상 재료 순환 성능.
낮은 픽처 NCA B 원소 도핑 재료,이 결과는 다음의 표에 요약되어있는 다른 전기 화학적 특성의 결과를 나타낸다 양호한 표면 안정성이 크게 리튬 이온 전지 NCA 물질의 전기 화학적 성능을 향상시킬 수있다.에서 소자 B에 NCA 재료가 증가함에 따라, 다음의 표에보기 쉬운, 초기 방전 용량 및 초기 쿨롱 효율은 예를 들면 약간 저하되고, NCA 재료 도핑되지 않은 초기 방전 용량은 192.6mAh / g 효율은 90.7이었다 처음이며 %이지만 초기 방전 용량 B0.02-NCA 재료 B 만 185.9mAh / g, 단지 83.1 %의 초기 효율이지만 사이클 특성에서 얻어진 초기 용량을 보상 할 수있는 간극이,도 명백 할 것이다. 도핑 원소 B 크게 향상된 사이클 특성 NCA 재료, 2C 배율 (2.8-4.3V) 200 사이클 용량 유지율은 74.5 % 순도 NCA했지만 도핑 B0.015-NCA 및 B0.02-NCA 소재의 용량 유지율은 각각 96.7 % 및 97.2 %였으며 우수한 사이클링 성능을 보였다.
2.8-4.5V의 전압 범위에 나타낸 바와 같이, 장기 사이클 B 원소 도핑 NCA의 성능을 조사하기 위해, 타오 첸,보다 엄격한 시험 체제를 사용 100 사이클 2C 배율이, 대조군의 용량이 감소 37.2mAh / g, 붕소 도핑 B0.015-NCA 용량은 7.4mAh / g를 거부하고,보다 엄격한 온도 (55 ° C, 하판 b) 사이클 시험에서,이 차이가 있음을 나타내는 더 명백 그라데이션이 도핑 된 B 원소는 NCA 재료의주기 안정성을 크게 향상시킵니다.
NCA는 사이클 특성 물질을 개선 분리 물질 / 전해질 계면 안정성을 향상 아래 전달 사이클 후에 전극의 표면 형태를 도시 NCA은 사이클 후 (B, A 이하) 순수한 물질을 볼 수 용적 입자 표면 균열의 변화 사이클에서 나타나고, 입자 표면은 B 원소 도핑 재료 표면 B0.015-NCA를 갖는주기에는 큰 변화가없는 전해액 분해 물질의 두꺼운 층으로 피복하고 있기 때문에, 이것은 B0.015-NCA 소재의 표면 구조가 안정하면 전해액의 분해도 감소하므로 BO 결합이 강해 균열이 줄어 듭니다.
구배 도핑 기술과 타오 첸 입자보다 해결 입자 파쇄 입자 표면에 소자 B 농축하여 높은 구조적 불안정성 불량한 계면 안정성 문제의 니켈 재료로 좋은 해결책은주기 동안 발생 전해질의 분해 문제는, 결정 구조의 변화는, 특히 가혹한 고온 전압 오프 등에 사이클 NCA 재료를 감소시키고, 상당히 사이클 안정성 NCA 재료 향상 셀 분극 전압 강하의 감소를 줄일 환경의 상황 안정 .B 원소 기울기 도핑 기술은 높은 니켈 NCA 재료의 사이클 성능을 향상시키는 데 매우 효과적인 방법입니다.
