Высоколегированный материал NCA является недавно появившимся высокопроизводительным катодным материалом за последние годы. Обладая высокими характеристиками, он закрепился в области высококонцентрированных литий-ионных батарей и в настоящее время конкурирует только с высокомолекулярным материалом NCM811. При проектировании высокоэмиссионных ячеек энергии мы очень обеспокоены тем, как можно обеспечить, чтобы аккумулятор, чем энергия, отвечал потребностям, а также чтобы обеспечить хорошую производительность батареи, это зависит от нашего литий-ионного аккумулятора Подготовка батареи и соответствие системы для выполнения тщательной работы, что более важно, нам необходимо внести соответствующие корректировки с точки зрения структуры материала, чтобы улучшить материал в долгосрочном цикле структурной стабильности. Это требует от нас использования в высоколиквидном NCA И механизм затухания материала NCM, мы сделали много сообщений о механизме распада высоко-никелевых материалов NCA. Например, мы сообщали об исследовании Университета Нагои в Японии Результаты («Университет Нагоя: высокотемпературный механизм высокотемпературного распада NCA NCA») и США из Университета штата Нью-Йорк Исследования в («Недавние успехи в распаде структуры антиядерной оболочки - механизм распада высоко никелевых материалов NCA»), текущее исследование в основном показывает, что материал с высоким содержанием никеля NCA может вызвать структурную неустойчивость после удаления Li в процессе рециркуляции, В результате потери O, переход переходного металла происходил в структуре материала, вызывая структуру материала из слоистой структуры в структуру шпинели и в конечном итоге превращался в структуру каменной соли. Мы собираемся представить вас сегодня из исследования немецких КИТ Результаты исследований Карин Клейнер и др.
В эксперименте Карин Клейнер использовал цилиндрическую ячейку размером 7 Ач, ячейку разделяли на две партии, одну из которых циклировали в течение 34 недель (50 ° С, 40-80% SoC) со скоростью 8 ° С (55 А), а другие партии были одинаковыми Время хранения, а затем две партии батарей были разобраны и проанализированы соответственно, из которых материал из переработанной батареи назывался усталостным LNCAO, а материал из хранилища назывался нетронутым LNCAO. В следующей таблице показаны основные физические свойства двух материалов Индикаторы. Из данных в таблице видно, что по сравнению с сохраненной батареей емкость аккумулятора после снижения цикла примерно до 26% ± 9%.
Чтобы изучить причину распада материала LNCAO во время циклирования, Карин Клейнер проанализировала структуру и обнаружила, что во время заряда и разряда в LNCAO есть три фазы, одна из которых является основной фазой в LNCAO rh1, фазу rh2 с большей интеркаляцией Li + и более высокой степенью восстановления, а также фазу rh3 с меньшим интеркаляцией Li + и более высокой степенью окисления.
Изучение этих трех фаз показало, что в невращающемся нетронутом материале LNCAO фаза rh2 в основном существовала между 3,6-3,8 В (во время зарядки) и 3,8-3,1 В (за исключением базовой фазы rh1) Разряд), как показано на рисунке А ниже, и никакая фаза rh3 не наблюдалась в первозданном материале LNCAO.
В материале LNCAO с циклической усталостью мы наблюдали наличие фазы rh2 от 3,6 до 4,1 В, а при 4,1 В фазовая доля rh2 составляла около 27%, а потери мощности LNCA в циркуляции 26 % Rh3 наблюдается при более низком потенциале во время разряда, но исчезает до достижения напряжения отсечки разряда. Нетрудно обнаружить, что фаза rh2 и материал LNCAO находятся в процессе циклирования Снижение пропускной способности имеет тесные отношения.
На рисунке ниже показан небольшой фрагмент в кристаллической структуре материала LNCAO, окруженный атомами Ni. Автор рисует три круга: 1, 2 и 3. Согласно результатам спектроскопии комбинационного рассеяния, O, вторая состоит из Ni, Co и Al, а третья состоит из Li. Теперь мы можем рассчитать расстояние между тремя окружностями и центром круга, взяв элемент Ni в середине трех окружностей как центр, O, расстояние между Ni-металлом и расстояние Ni-Li).
На приведенном ниже графике показано расстояние между Ni-металлом и расстоянием Ni-O при разных напряжениях для нетронутого LNCAO без циклирования и после циклической усталости LNCAO (с использованием методов EXFAS и порошковой дифракции, соответственно, с некоторыми отличиями между двумя методами, но с Конечная тенденция та же.) Как видно из кривой, нетронутый никель-металл LNCAO меняет значение процесса разгрузки около 0,4 А, но после усталости при циклировании LNCAO материал Ni-металл изменяет значение только 0,3 А Разница между значениями Ni-металла двух материалов при более высоких потенциалах больше, что указывает на то, что материал LNCAO не может быть полностью деликатным после зарядки, что объясняет, почему существует фаза rh2.
Изучением Карин Клейнера известно, что помимо основной фазы rh1 в материале LNCAO существуют две другие фазы rh2 и rh3, кристаллическая структура двух фаз не сильно изменилась во время зарядки и разрядки, что указывает на то, что они Отсутствие электрохимической активности, особенно в полностью заряженном состоянии LNCAO материала rh2 фазового отношения 27%, что само по себе является материалом LHCAO, около 26% снижения мощности очень близко, что указывает на то, что фаза rh2 и материал LNCAO Существует тесная взаимосвязь между двумя механизмами формирования неактивной фазы (rh2 и rh3), в настоящее время две теории, одна - теория «изолированных частиц», эта теория, что в частицах LNCAO, часть Из мелких частиц теряется связь с хозяином, в результате эта часть частиц не может участвовать в реакции заряда-разряда, в результате чего материал появляется в новой фазе. Другая теория о том, что две неактивные фазы В основном связано с диффузией Li +. Например, фаза Li2 + недостаточно удалена из-за диффузии Li + внутри частицы. Однако чрезмерное удаление Li + происходит на поверхности частиц ,
В целом, Xiao Bian утверждает, что вторая теория более точная, поэтому, чтобы уменьшить появление фазы rh2, нам необходимо сжать частицы LNCAO и уменьшить расстояние Li + диффундирует, но это создает другую проблему - слишком большая удельная площадь поверхности , Что приводит к увеличению побочных эффектов, что требует от нас компромисса, чтобы найти подходящий размер частиц для улучшения характеристик материала LNCAO.
