Comme les cellules lithium-ion, la capacité spécifique des besoins en matières d'anode sont devenues plus sophistiquées que l'amélioration continue de l'énergie, la capacité des matériaux conventionnels LiCoO2 seulement 140mAh / g, ne peut pas répondre à la nouvelle génération de besoins de batterie haute énergie spécifique, et prix fou de cobalt de plus en plus la goutte d'eau qui brise le LCO. donc, les gens se tournent vers une plus grande capacité, le prix est plus avantageux matériaux militaires du rang, par rapport à la matière LCO, matériau NCM a considérablement amélioré (matériel NCM622 capacité spécifique capacité jusqu'à 170-180mAh / g), et que l'utilisation de Co considérablement réduit, de sorte que le prix que le matériau LCO NCM présente également des avantages évidents, de sorte que ceux-ci deviennent la nouvelle coqueluche des batteries lithium-ion militaires du rang, mais le matériau est encore NCM Il y a un problème sérieux - la mauvaise performance du cycle à haute température, le matériau de la capacité NCM baisse fortement accélérée vers le bas à des températures élevées, affectent gravement la vie d'une batterie lithium-ion.
Récemment SiyangLiu Université Fudan à Shanghai, qui a mené des recherches approfondies dans le mécanisme du cycle à haute température à 55 ℃ pour le matériel NCM622. Des études ont montré que le matériel NCM622 qui cation métallique surface phénomène grave traînante se produit pendant une température élevée et un cycle haute tension, charger les résultats de change en une augmentation significative de l'impédance. de plus hautes températures et le cycle à haute tension LiPF6 également exacerber la décomposition de la surface de l'électrode, et NiF2 contenu LiF augmenté, entraînant une augmentation de l'électrode / électrolyte résistance à l'interface.
Tout d'abord Siyang Liu ont été synthétisés par un matériau en phase solide NCM622, le spectre de diffraction des rayons X montre la synthèse d'un matériau ayant un bon développement NCM622 a-NaFeO2 structure en couches. A est un matériau synthétique inférieur Siyang Liu figure NCM622 différente de la première tension de charge de coupure dans le cas de décharger courbe, comme on peut le voir à partir de la tension de coupure figure est progressivement augmentée jusqu'à 4,3 V, 4,5 V et 4,7 V, respectivement, la capacité du matériau 176, 201,3 et 218.1mAh / g, bien qu'une tension de coupure plus élevée peut apporter plus une capacité élevée, mais se traduira par la vitesse d'exécution du cycle matériau NCM622 diminue à partir du panneau b peut être vu lorsque la tension de coupure de 4,3 V, respectivement, lorsque le 4.5V et 4.7V, matériau de rétention de la capacité NCM622 50 cycles à 55 ℃ les taux étaient de 96,3%, 90,7% et 78,9%, peuvent voir la tension de coupure a un impact important sur la performance du cycle matériel NCM622.
Étude baisse vers le bas mécanisme NCM622 matériau tension de coupure différente a constaté que la tension de coupure plus élevée peut augmenter de façon significative la résistance d'interface matériau NCM622. Tension différente de coupure ci-dessous présente les résultats d'analyse et de matériel EIE NCM622 après différents cycles, peut être vu Toutes les courbes sont composées de deux arcs et d'une section droite, ce qui indique la présence de la surface du matériau de deux interfaces: la décomposition de l'électrolyte à la couche de surface du matériau forme une interface pellicule NCM622 Siyang Liu c en utilisant le circuit équivalent de la figure. les résultats ont été adaptés à l'étude d'impact, Siyang Liu que l'impédance de l'interface de film RS1, l'impédance Rct d'un échange de charge. lorsque la tension de coupure sont 4.3V, 4.5V Rs1 la matière, et 4,7V respectivement 17, 20 et 21.6W, après 25 cycles et Rs1 respectivement augmenté de 18,7, 23,4 et 28.2W, ce qui indique que la tension de coupure plus élevée provoque la croissance et le remodelage de matériau de film d'interface NCM622, augmentant ainsi la résistance interfaciale.
cycle d'échange de charge variation plus importante de l'impédance Rct, peut être vu de la Fig. 25 cycles de 4,3 V Rct matériau NCM622 se produit seulement une légère augmentation de la tension de coupure, mais lorsque la tension de coupure de 4,5 V et 25 cycles de post-4,7V matériau Rct ont augmenté deux fois et 8 fois. ce peut être parce que la tension plus élevée se traduit NCM622 off prolapsus matériau plus Li, ce qui entraîne une augmentation de la matière et le matériau brassage Li / Ni transition de phase irréversible, Provoque l'augmentation de l'impédance d'échange de charge du matériau.
analyse EIE montre matériel d'impédance d'interface augmente, il y a une relation étroite avec la capacité de la baisse marquée vers le bas, mais le mécanisme d'action dont nous ne savons pas encore. La figure ci-dessous montre des images MEB d'électrode après le vélo sous une nouvelle et différente électrode de tension, on peut voir après un nombre de cycles jusqu'à la rupture de la surface d'électrode il y a une nette augmentation, en particulier au plus élevé tension de coupure de la surface de rupture de l'électrode après des cycles devient plus grave. ces fissures peuvent conduire à la partie de surface d'électrode de la matière active et de la perte de feuille d'aluminium , La connexion du réseau conducteur, provoquant la perte de matière active, ce qui entraîne une baisse de la capacité.
Nous croyons que les réactions secondaires majeures se produisent généralement à l'interface électrode / électrolyte, et donc l'interface électrode / électrolyte est plus sujette à l'érosion, alors Siyang Liu NCM622 ont été testés pour le matériau de la peau après le cycle à des tensions différentes par HRTEM. En haute résolution nous notons que l'image TEM de la nouvelle structure cristalline NCM622 bien développée, après 50 cycles à une tension de coupure de 4.3V, corps matériel NCM622 est resté un bon développement de la structure en couches, mais la surface du matériau peut être observé région partielle Le phénomène de mélange des ions de métaux de transition est apparu: lorsque la tension de coupure était augmentée à 4,5V, la structure cristalline du matériau diminuait plus sérieusement après 4,7 V. On peut voir sur la figure qu'une élution Li excessive a entraîné une tension de coupure élevée. Les cations métalliques entrent dans la couche Li, ce qui bloque les canaux de diffusion de Li, réduit les sites actifs de Li, augmente la résistance d'échange de charge interfaciale et diminue la capacité réversible, ce qui est cohérent avec les résultats des analyses EIS précédentes.
Pendant ce temps Zhidezhuyi est à une tension de coupure supérieure, la surface du matériau peut être observée après un cycle de trous, principalement parce que le matériau à tension plus élevée de coupure dans la libération de O d'un métal de transition et dissous.
Mécanisme pour augmenter l'électrode / électrolyte impédance interfaciale pour RS1, Siyang Liu surface du matériau NCM622 par XPS analysés, on a constaté une augmentation significative de la circulation de l'électrolyte après que les produits de décomposition, en particulier la tension de coupure LiF cyclée à 4.3V contenu LiF après que la surface de l'électrode est de 8,9%, mais quand la tension de coupure est augmentée à 4,5V et 4,7V contenu LiF surface arrière de l'électrode est augmentée à 14,9% et 17%, alors que nous avons trouvé par la surface de l'électrode d'analyse XPS après le cycle NiF2 augmentation significative du contenu, ce qui indique que la solution électrolytique lors de la décomposition surface NCM622 du matériau est accompagnée par la dissolution d'un élément de métal de transition, Siyang Liu que cela est principalement parce que la décomposition HF LiPF6 de corrosion du matériau NCM622, résultant en un élément de métal de transition Dissous
travail Siyang Liu a montré matériau NCM622 à haute température et le cycle de tension élevée hors provoque une augmentation de l'élément de métal de transition dans le matériau de surface de l'électrode et de brassage Li, ce qui provoque la désintégration de la structure cristalline du matériau surface NCM622 résultant en des impédances d'échange de charges accrues et capacité réversible est abaissée à une température élevée et le cycle à haute tension se traduira par la décomposition de LiPF6 dans la surface électrolytique, provoque une augmentation de la surface de LiF et NiF2 NCM622 contenu matériel, résultant en une augmentation de matériau électrode NCM622 / électrolyte impédance interfaciale.
