كما خلايا الليثيوم أيون، أصبحت قدرة محددة من متطلبات المواد الأنود أكثر تطورا من التحسين المستمر للطاقة، وقدرة المواد التقليدية LiCoO2 فقط عن 140mAh / ز، لا يمكن تلبية جيل جديد من الاحتياجات المحددة بطارية عالية الطاقة، و سعر مجنون من الكوبالت أصبحت على نحو متزايد القشة الأخيرة التي تخالف LCO، لذلك الناس يتحولون إلى سعة أكبر، والثمن هو المواد NCM أكثر فائدة، مقارنة مع المواد LCO، قد تحسنت بشكل كبير NCM مادة (NCM622 المواد قدرة محددة قدرة تصل إلى 170-180mAh / ز)، وبسبب استخدام شركة تقلص إلى حد كبير، وبالتالي فإن السعر من المواد LCO ديه NCM أيضا مزايا واضحة، بحيث تصبح هذه محبوب جديد من بطاريات ليثيوم أيون NCM، ولكن المواد لا يزال NCM هناك مشكلة خطيرة - ضعف الأداء دورة درجات الحرارة العالية، والمواد قدرة NCM تسارعت بشكل كبير انخفاض بانخفاض في درجات حرارة عالية، تؤثر تأثيرا خطيرا على حياة بطارية ليثيوم أيون.
مؤخرا جامعة فودان SiyangLiu في شنغهاي، الذي أجرى أبحاثا متعمقة في آلية دورة ارتفاع في درجة الحرارة في 55 ℃ للمواد NCM622. وقد أظهرت الدراسات أن NCM622 المواد التي سوف السطح الموجبة المعادن ظاهرة خلط خطير يحدث خلال ارتفاع في درجة الحرارة ودورة عالية الجهد، تهمة النتائج الصرف في زيادة كبيرة في مقاومة. مزيد من ارتفاع في درجة الحرارة وركوب الدراجات ذات الجهد العالي LiPF6 أيضا تفاقم التحلل في سطح القطب، وزيادة المحتوى NiF2 الليثيوم، مما أدى إلى زيادة المقاومة واجهة القطب / المنحل بالكهرباء.
أولا تم توليفها Siyang ليو كتبها الصلبة مواد المرحلة NCM622، يظهر XRD الطيف تخليق مادة جود تطور جيد NCM622 على بعد NaFeO2 هيكل الطبقات. (أ) هو Siyang ليو FIG NCM622 المواد الاصطناعية السفلية يختلف عن التهمة الأولى قطع التيار الكهربائي في حالة الوفاء منحنى، كما يمكن أن يرى من FIG قطع التيار الكهربائي وزيادة تدريجيا إلى 4.3V، 4.5V 4.7V و، على التوالي، وقدرة المادة 176، 201.3 و218.1mAh / ز، على الرغم من أن أعلى قطع التيار الكهربائي يمكن أن تجلب المزيد قدرة عالية، ولكن سوف يؤدي إلى سرعة الأداء دورة NCM622 المواد يقلل من لوحة ب يمكن أن ينظر إليه عندما قطع التيار الكهربائي 4.3 V، على التوالي، عندما 4.5V 4.7V و، NCM622 القدرة المادية الاحتفاظ 50 دورة في 55 ℃ وكانت معدلات 96.3 ٪ ، 90.7 ٪ و 78.9 ٪ على التوالي ، ويمكن ملاحظة أن الجهد القطع له تأثير مهم على أداء دورة من المواد NCM622.
دراسة الانخفاض أسفل آلية NCM622 وجدت مواد مختلفة قطع التيار الكهربائي أنه كلما ارتفع قطع التيار الكهربائي يمكن أن تزيد بشكل كبير من المقاومة واجهة NCM622 المواد. مختلف قطع التيار الكهربائي أدناه يبين نتائج التحليل والمواد EIS NCM622 بعد دورات مختلفة، يمكن أن ينظر إليه وتتكون كل من المنحنيات اثنين من الأقواس وقسم على التوالي، مما يشير إلى وجود سطح المادة واجهات اثنين: تحلل بالكهرباء في الطبقة السطحية من المواد تشكل واجهة NCM622 Siyang ليو فيلم ج باستخدام الدائرة المكافئة للFIG. تم تركيب النتائج إلى EIS، Siyang ليو ان RS1 اجهة فيلم مقاومة، مقاومة فريق الكتيبة القتالية من تبادل الاتهام. عندما كان قطع التيار الكهربائي 4.3V، 4.5V RS1 المواد، و4.7V على التوالي 17 و 20 و 21.6W، بعد 25 دورة وRS1 زيادة على التوالي بنسبة 18.7، 23.4 و 28.2W، مشيرا إلى أن أعلى قطع التيار الكهربائي يتسبب في نمو وإعادة تشكيل NCM622 المواد اجهة الفيلم، وبالتالي زيادة مقاومة بينية.
دورة التبادل تهمة التغيير أكثر أهمية في مقاومة القتالي، يمكن أن ينظر من FIG 25 دورات من 4.3 المواد V فريق الكتيبة القتالية NCM622 يحدث سوى زيادة طفيفة في قطع التيار الكهربائي، ولكن عندما الجهد قطع من 4.5V و 25 دورات ما بعد 4.7V زادت كمية المواد بنسبة 2 و 8 مرات على التوالي ، وقد يكون السبب في ذلك هو أن ارتفاع جهد القطع أدى إلى زيادة كمية الليثيوم من مادة NCM622 ، مما أدى إلى زيادة اختلاط المواد Li / Ni للمواد وتغير الطور الذي لا رجعة فيه. يتسبب في مقاومة مقاومة الشحنة للمادة لزيادة.
ويظهر تحليل EIS المواد اجهة مقاومة يزيد وجود علاقة وثيقة مع قدرة انخفاض جوهري أسفل، ولكن آلية عمل ونحن ما زلنا لا نعرف. ويوضح الشكل أدناه الصور SEM من القطب بعد ركوب الدراجات تحت جديد ومختلف الجهد الكهربائي، يمكننا أن نرى بعد عدد من الدورات للكسر من سطح القطب هناك زيادة واضحة، وخصوصا في أعلى قطع التيار الكهربائي من سطح الكسر من القطب بعد أن يصبح ركوب الدراجات أكثر خطورة. هذه الشقوق يمكن أن يؤدي إلى الجزء سطح القطب من المادة الفعالة وفقدان آل احباط ، اتصال الشبكة الموصلة ، مما تسبب في فقدان المواد النشطة ، مما أدى إلى بعض انخفاض القدرات.
ونحن نعتقد أن ردود فعل جانبية كبيرة تحدث عادة في واجهة القطب / المنحل بالكهرباء، وبالتالي فإن / واجهة المنحل بالكهرباء القطب هو أكثر عرضة للتآكل، لذلك تم اختبار Siyang ليو NCM622 للمواد الجلد بعد دورة في مختلف الجهود التي كتبها HRTEM. بواسطة عالية الدقة نلاحظ أن الصورة TEM من التركيب البلوري الجديد NCM622 متطورة، وبعد 50 دورة في الجهد قطع من 4.3V، ظلت هيئة NCM622 المواد تطور جيد للبنية الطبقات، ولكن في سطح المادة يمكن أن المنطقة جزئية لاحظت ظهرت ظاهرة خلط أيون الفلوت الانتقالي ، عندما ازدادت قوة القطع إلى 4.5V ، انخفض التركيب البلوري للمادة بشكل أكثر جدية بعد 4.7V ، ويمكن أن نرى من الشكل أن الإفراز المفرط للي أدى إلى ارتفاع جهد القطع. تدخل الكاتيونات المعدنية طبقة Li ، التي تحجب قنوات نشر Li ، وتقلل مواقع Li النشطة ، وتؤدي إلى زيادة مقاومة التبادل في الشحنة البينية وانخفاض في القدرة العكسية ، وهو ما يتسق مع نتائج تحليل EIS السابقة.
وفي الوقت نفسه Zhidezhuyi هو في أعلى قطع التيار الكهربائي، سطح المادة ويمكن ملاحظة بعض بعد دورة الثقوب، وذلك بسبب المواد في أعلى قطع التيار الكهربائي في الإفراج عن O معدن تمر بمرحلة انتقالية وحله.
آلية لزيادة القطب / المنحل بالكهرباء مقاومة بينية لRS1، Siyang ليو NCM622 المواد السطحية بواسطة XPS تحليلها، وهناك تم العثور على زيادة كبيرة في تداول بالكهرباء بعد نواتج الانحلال، تدوير خاصة الليثيوم قطع التيار الكهربائي في 4.3V محتوى الليثيوم بعد سطح القطب هو 8.9٪، ولكن عندما يتم زيادة قطع التيار الكهربائي إلى 4.5V ويتم زيادة 4.7V الليثيوم محتوى يعود سطح القطب إلى 14.9٪ و 17٪، في حين وجدنا أيضا سطح القطب تحليل XPS بعد دورة NiF2 زيادة كبيرة في المحتوى، مشيرا إلى أن حل كهربائيا خلال التحلل NCM622 سطح المادة يصاحبه انحلال عنصر الانتقال المعادن، Siyang ليو ان هذا هو السبب الرئيسي HF LiPF6 التحلل من تآكل المواد NCM622، مما أدى إلى العنصر انتقال المعادن المنحل.
أظهر العمل Siyang ليو المواد NCM622 في درجة حرارة عالية وعالية من الدراجات الجهد يسبب زيادة في عنصر الانتقال المعادن في المواد سطح القطب ولي خلط، مما تسبب تسوس من التركيب البلوري للمواد سطح NCM622 مما أدى إلى زيادة ممانعات تبادل الاتهام و يخفض القدرة عكسها في درجة حرارة عالية وعالية الدراجات الجهد سيؤدي إلى التحلل من LiPF6 في سطح كهربائيا، يسبب زيادة في سطح الليثيوم وNiF2 NCM622 المضمون المادي، مما أدى إلى زيادة NCM622 القطب المواد / بالكهرباء مقاومة بينية.
