Da Lithium-Ionen-Zellen hat die spezifische Kapazität der Anodenmaterial Anforderungen wurde immer ausgefeilter als die kontinuierliche Verbesserung der Energie, die Kapazität von herkömmlichen Materialien LiCoO2 nur etwa 140mAh / g, nicht erfüllen kann, die neue Generation von hohen spezifischen Energie-Batterie braucht, und verrückten Preis für Kobalt zunehmend der letzte Tropfen sein, der das LCO bricht. So können die Leute zu einer höheren Kapazität drehen, ist der Preis günstiger NCM Materialien ist im Vergleich zum LCO Material, NCM Material enorm (NCM622 Material spezifische Kapazität verbessert Kapazität bis zu 170-180mAh / g), und weil die Verwendung von Co stark reduziert, so dass der Preis als das LCO Material auch NCM hat offensichtliche Vorteile, so dass diese der neue Liebling der NCM Lithium-Ionen-Batterien werden, aber das Material ist noch NCM Es ist ein ernstes Problem - schlechte Hochtemperaturzyklusleistung, das NCM Kapazität Material stark Rückgang beschleunigte nach unten bei hohen Temperaturen erhebliche Auswirkungen auf die Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Akkus.
Kürzlich SiyangLiu Fudan-Universität in Shanghai, die bei 55 ℃ für NCM622 Material in den Mechanismus der Hochtemperaturzyklus in eingehenden Untersuchungen durchgeführt. Studien haben gezeigt, dass NCM622 Material, das Phänomen Metallkation schweren schlurfenden tritt bei hoher Temperatur und hohem Spannungszyklus Oberfläche wird, Ladungsaustausch führt zu einer signifikanten Erhöhung der Impedanz. weitere Hochtemperatur und Hochspannungs cycling LiPF6 auch eine Zersetzung in der Elektrodenoberfläche verstärken, und NiF2 LiF-Gehalt erhöht, in einer Erhöhung des Elektrode / Elektrolyt-Grenzflächenwiderstandes resultiert.
Zunächst wurden Siyang Liu durch Festphasenmaterial NCM622 synthetisiert, zeigt XRD-Spektrum, was die Synthese eines Materials, eine gute Entwicklung mit NCM622 a-NaFeO2 Schichtstruktur. Eine von der ersten Ladungs Abschaltspannung im Fall einer unteren Siyang Liu Figur NCM622 synthetischen Material verschieden ist von Entladekurve, wie aus Figur Abschaltspannung gesehen wird nach und nach auf 4,3 V, 4,5 V und 4,7 V erhöht wurde, die jeweils die Kapazität des Materials 176, 201.3 und 218.1mAh / g, obwohl eine höhere Grenzspannung kann mehr bringen eine hohe Kapazität, aber wird in Zyklusleistung Geschwindigkeit NCM622 Material von der Platte B Ergebnis verringert sich gesehen werden kann, wenn die Abschaltspannung von 4,3 V bzw. 4,5 V, wenn die und 4,7V, Retentionsmaterial NCM622 Kapazität 50 Zyklen bei 55 ℃ Raten waren 96,3%, 90,7% und 78,9%, kann die Grenzspannung hat einen wichtigen Einfluss auf die Zyklusleistung NCM622 Material sehen.
Studie sinkt nach unten Mechanismus NCM622 Material unterschiedliche Sperrspannung festgestellt, dass die höhere Grenzspannung deutlich den Grenzflächenwiderstand NCM622 Material erhöhen. Verschiedene Abschaltspannung unten zeigt die Analyseergebnisse und EIS NCM622 Material nach verschiedenen Zyklen gesehen werden kann, alle Kurven sind aus zwei Bögen und einem geraden Abschnitt zusammengesetzt ist, das Vorhandensein der Materialoberfläche zwei Schnittstellen angibt: die Zersetzung des Elektrolyten an der Oberflächenmaterialschicht bildet, c unter Verwendung der Ersatzschaltung von Fig einer Schnittstelle NCM622 Siyang Liu Film. die Ergebnisse auf die EIS, Siyang Liu, dass Rs1 Filmgrenzflächenimpedanz versehen wurden, die Impedanz Rct eines Ladungsaustausch., wenn die Endspannung 4,3 V, 4,5 V Rs1 das Material waren, und 4,7 V, jeweils 17, 20 und 21.6W, nach 25 Zyklen und jeweils von 18,7, 23,4 und 28.2W Rs1 erhöht, was darauf hinweist, dass die höhere Abschaltspannung das Wachstum verursacht und NCM622 Schnittstelle Folienmaterial Umbau, wodurch den Grenzflächenwiderstand zu erhöhen.
Ladungsaustauschzyklus bedeutendere Änderung der Impedanz Rct, kann aus Fig. 25 Zyklen von 4,3 V Rct NCM622 Material nur eine leichte Zunahme der Abschaltspannung auftritt, aber wenn die Abschaltspannung von 4,5 V und 25 Zyklen post-4,7V Rct Material erhöht wurden 2-fache und 8-fache. Dies kann sein, weil die höhere Spannung führt NCM622 Abdeckmaterial prolaps mehr Li, was zu einer Erhöhung des Materials führt, und das Material Li / Ni irreversiblen Phasenübergang-Shuffling in erhöhten Ladungsaustauschmaterial Impedanz führt.
EIS-Analyse zeigt Schnittstelle Impedanzmaterial erhöht es eine enge Beziehung mit der Kapazität des Materials Rückgang nach unten, aber der Mechanismus der Wirkung von denen wir nicht wissen, nach wie vor. Die folgende Abbildung zeigt REM-Aufnahmen von Elektrode nach unter neuen und unterschiedlichen Spannungselektrode Radfahren, können wir sehen, nach einer Anzahl von Zyklen bis zum Bruch der Elektrodenoberfläche ist es eine deutliche Zunahme, insbesondere bei höherer Abschaltspannung der Bruchfläche der Elektrode nach cycling ernsterem wird. Diese Risse an den Elektrodenoberflächenbereich des aktiven Materials und den Verlust des Al-Folie führen können, leitfähiges Netzwerk verbindet, zu einem Verlust des aktiven Materials führt, in dem Kapazitätsabschnitt sinkt nach unten führt.
Wir glauben, dass die großen Nebenreaktionen typischerweise an den Elektroden / Elektrolyt-Grenzfläche auftreten, und daher ist die Elektrode / Elektrolyt-Grenzfläche ist anfälliger für Erosion, so Siyang Liu NCM622 für das Hautmaterial nach dem Zyklus bei verschiedenen Spannungen durch HRTEM getestet. Durch hochauflösende stellen wir fest, dass das TEM-Bild der neuen Kristallstruktur NCM622 gut entwickelt, nach 50 Zyklen bei einer Cut-off-Spannung von 4,3 V, Körper NCM622 Material blieb gute Entwicklung der Schichtstruktur, sondern in der Materialoberfläche kann Teilbereich beobachtet werden Übergangsmetallionen scheint Shuffling Phänomen., wenn die Endspannung auf 4,5 V erhöht wird, 4,7 V nach der Kristallstruktur des Materials nach unten ernsteren Rückgang wird, kann aus der Figur zu sehen ist zu viel bei einer hohen Grenzspannung führt zu Li Desorptions Metallkationen in die Li-Schicht, die Blöcke der Diffusionsweg von Li, einem Li-reduzierenden aktiven Punkten, was zu einer erhöhten Grenzflächenladungsaustausch und reversible Kapazität Impedanz sinken nach unten, was mit früheren Ergebnissen von EIS konsistent ist.
Unterdessen ist bei einer höheren Zhidezhuyi Abschaltspannung, kann die Materialoberfläche nach einigen Löchern Zyklus beobachtet werden kann, vor allem, weil das Material bei höherer Abschaltspannung in der Freisetzung von O eines Übergangsmetall und gelöst.
Mechanismus, um die Elektroden / Elektrolyt-Grenzflächenimpedanz für Rs1, Siyang Liu NCM622 Materialoberfläche analysiert durch XPS zu erhöhen, hat es einen signifikanten Anstieg in der Zirkulation des Elektrolyten nach den Zersetzungsprodukten, insbesondere LiF Endspannung 4,3V bei getakteten gefunden worden, LiF-Gehalt nach der Elektrodenoberfläche beträgt 8,9%, aber wenn die Abschaltspannung auf 4,5V und 4,7V LiF Gehalt Rückelektrodenfläche erhöht wird, erhöhte sich auf 14,9% und 17%, während wir auch durch XPS-Analyse Elektrodenoberfläche nach dem Zyklus gefunden NiF2 signifikante Erhöhung des Gehalts anzeigt, dass die Elektrolytlösung während der Zersetzung NCM622 Oberfläche des Materials durch die Auflösung eines Übergangsmetallelements begleitet ist, Siyang Liu, dass dies vor allem, weil HF LiPF6 Zersetzung von Korrosion von NCM622 Material, in einem Übergangsmetallelement ergeb gelöst.
Siyang Liu Arbeiten zeigten NCM622 Materials bei hoher Temperatur und hoher Sperrspannung cycling bewirkt eine Erhöhung des Übergangsmetallelements in dem Oberflächenmaterial der Elektrode und Li-Shuffling, Zerfall der Kristallstruktur der Oberfläche NCM622 Materials verursacht eine erhöhte Ladungsaustausch Impedanzen resultierende und reversible Kapazität wird in hohen Temperatur und hohen Spannung cycling abgesenkt in Zersetzung von LiPF & sub6; in der Elektrolytoberfläche führt, verursacht eine Erhöhung in der Oberfläche des LiF und NiF2 NCM622 Stoffgehalt, was zu einer Erhöhung NCM622 Elektrodenmaterials / Elektrolyt-Grenzflächenimpedanz.
