Come le cellule agli ioni di litio, la capacità specifica di requisiti materiali anodici sono diventati più sofisticato del continuo miglioramento di energia, la capacità dei materiali convenzionali LiCoO2 solo circa 140mAh / g, non può soddisfare la nuova generazione di elevate specifiche necessità di batterie energia, e prezzo pazzo di cobalto sempre più diventare l'ultima goccia che fa traboccare il LCO. Quindi le persone si rivolgono a capacità più elevata, il prezzo è materiali più vantaggiosi NCM, rispetto al materiale LCO, materiale NCM è migliorata enormemente (NCM622 capacità specifica del materiale capacità fino a 170-180mAh / g), e perché l'uso di Co notevolmente ridotto, quindi il prezzo rispetto al materiale LCO NCM presenta anche evidenti vantaggi, in modo che questi diventino il nuovo amore di batterie al litio NCM, ma il materiale è ancora NCM Esiste un problema serio: prestazioni scadenti del ciclo ad alta temperatura, degradazione della capacità del materiale NCM notevolmente accelerata a temperature elevate, che compromettono seriamente la durata delle batterie agli ioni di litio.
Recentemente SiyangLiu Fudan University di Shanghai, che ha condotto approfondite ricerche nel meccanismo di ciclo ad alta temperatura a 55 ℃ per materiale NCM622. Studi hanno dimostrato che il materiale NCM622 che emergeranno catione metallico fenomeno grave rimescolamento avviene durante alta temperatura e ciclo ad alta tensione, caricare scambiare i risultati in un aumento significativo impedenza. ulteriore alta temperatura e alta tensione bicicletta LiPF6 anche esacerbare decomposizione nella superficie dell'elettrodo, e il contenuto NiF2 LiF aumentata, con conseguente aumento della resistenza dell'interfaccia elettrodo / elettrolita.
Innanzitutto Siyang Liu sono stati sintetizzati da materiale in fase solida NCM622, spettro XRD mostra la sintesi di un materiale avente buona sviluppo NCM622 a-NaFeO2 struttura a strati. A è un Siyang Liu figura NCM622 materiale sintetico inferiore diversa dalla tensione di cut-off prima carica in caso di scarico curva, come si può vedere dalla figura tensione cutoff fu gradualmente aumentato a 4.3V, 4.5V e 4.7V, rispettivamente, la capacità del materiale 176, 201,3 e 218.1mAh / g, anche se una tensione di taglio superiore può portare più una capacità elevata, ma si tradurrà in prestazioni di velocità ciclo materiale NCM622 diminuisce dal pannello b può essere visto quando la tensione d'interdizione di 4,3 V, rispettivamente, quando il 4.5V e 4.7V, capacità NCM622 materiale di ritenzione 50 cicli a 55 ℃ tassi erano 96,3%, 90,7% e 78,9%, possono vedere la tensione di taglio ha un impatto significativo sulle prestazioni del ciclo materiale NCM622.
Studio rifiutare giù meccanismo NCM622 materiale tensione di taglio differente trovato che la tensione di taglio superiore può aumentare significativamente la resistenza dell'interfaccia materiale NCM622. Differente tensione di taglio sono riportati i risultati delle analisi e materiale EIS NCM622 dopo diversi cicli, può essere visto tutte le curve sono composte da due archi e un tratto rettilineo, indicando la presenza della superficie del materiale due interfacce: la decomposizione di elettrolita allo strato superficiale di materiale forma un'interfaccia pellicola NCM622 Siyang Liu c utilizzando il circuito equivalente di fig. i risultati sono stati montati sul EIS, Siyang Liu che RS1 impedenza interfaccia pellicola, l'impedenza Rct di uno scambio di carica. quando la tensione di taglio erano 4.3V, 4.5V Rs1 materiale e 4.7V, rispettivamente 17, 20 e 21.6W, dopo 25 cicli e RS1 aumentati rispettivamente del 18,7, 23,4 e 28.2W, indicando che la tensione di cut-off alto provoca la crescita e rimodellamento NCM622 materiale pellicolare interfaccia, aumentando così la resistenza interfacciale.
ciclo scambio di carica più significativa variazione di impedenza Rct, si può vedere dalla fig. 25 cicli di 4,3 V Materiale Rct NCM622 verifica solo un lieve aumento nella tensione di taglio, ma quando la tensione d'interdizione di 4,5 V e 25 cicli di post-4.7V rct materiale sono stati aumentati 2 volte e 8 volte. puo essere perché risulta la più alta tensione NCM622 off prolasso materiale più Li, determinando quindi un aumento del materiale e il materiale Li / Ni mischiare transizione di fase irreversibile, Fa aumentare l'impedenza di scambio della carica del materiale.
analisi EIS mostra materiale impedenza interfaccia aumenta esiste una stretta relazione con la capacità del declino materiale verso il basso, ma il meccanismo di azione di cui ancora non conosciamo. La figura mostra le immagini SEM di elettrodo dopo in bicicletta sotto elettrodo nuovo e diverso voltaggio, possiamo vedere dopo un numero di cicli a rottura della superficie dell'elettrodo v'è un chiaro aumento, soprattutto a più alto tensione di taglio della superficie di frattura dell'elettrodo dopo ciclismo diventa più grave. queste crepe possono portare alla porzione di superficie di elettrodo del materiale attivo e la perdita di al foil , La connessione della rete conduttiva, causando la perdita di materiale attivo, con conseguente riduzione della capacità.
Noi crediamo che i principali reazioni collaterali tipicamente avvengono all'interfaccia elettrodo / elettrolita, e quindi l'interfaccia elettrodo / elettrolita è più incline ad erosione, così Siyang Liu NCM622 sono stati testati per il materiale della pelle dopo il ciclo con diverse tensioni di HRTEM. Di alta risoluzione notiamo che l'immagine TEM della nuova struttura cristallina NCM622 ben sviluppato, dopo 50 cicli a una tensione di cut-off di 4.3V, corpo materiale NCM622 rimasto buono sviluppo della struttura stratificata, ma la superficie del materiale può essere osservato regione parziale ioni di metalli di transizione appare rimescolamento fenomeno. quando la tensione di taglio è aumentata a 4.5V, 4.7V dopo che la struttura cristallina del materiale diventa più grave declino giù, si può vedere dalla figura troppo ad una tensione elevata cutoff porta a Li desorbimento cationi metallici nello strato Li, che blocca il cammino diffusionale di Li, un Li-riducenti punti attivi, con conseguente aumento scambio di carica interfacciale e capacità reversibile declino giù impedenza, che è coerente con i risultati precedenti di EIS.
Intanto Zhidezhuyi è ad una tensione di taglio superiore, la superficie del materiale può essere osservata dopo qualche ciclo di fori, soprattutto perché il materiale a più alto voltaggio cut-off nel rilascio di O un metallo di transizione e sciolto.
Meccanismo per aumentare l'impedenza interfacciale elettrodo / elettrolita per RS1, Siyang Liu NCM622 superficie del materiale da XPS analizzati, v'è stato trovato un significativo aumento della circolazione di elettrolita dopo che i prodotti di decomposizione, specialmente LiF tensione di interdizione ciclato a 4.3V contenuto LiF dopo che la superficie dell'elettrodo è 8,9%, ma quando la tensione di taglio è aumentata a 4.5V e 4.7V LiF indietro il contenuto superficie dell'elettrodo è aumentato a 14,9% e il 17%, mentre abbiamo anche trovato dai superficie dell'elettrodo analisi XPS dopo il ciclo NiF2 significativo aumento nel contenuto, indicando che la soluzione elettrolitica durante la decomposizione superficie NCM622 del materiale è accompagnata dalla dissoluzione di un elemento di metallo di transizione, Siyang Liu che questo è soprattutto perché HF LiPF6 decomposizione di corrosione del materiale NCM622, risultando in un elemento di metallo di transizione disciolto.
lavoro Siyang Liu mostrato materiale NCM622 ad alta temperatura ed alta off ciclismo tensione provoca un aumento nell'elemento di metallo di transizione nel materiale superficie dell'elettrodo e Li rimescolamento, causando degrado della struttura cristallina del materiale di superficie NCM622 conseguente aumento delle impedenze di cambio carica e capacità reversibile si abbassa in alta temperatura e alta tensione bicicletta provocherà decomposizione LiPF6 nella superficie elettrolitica, provoca un aumento della superficie di LiF e NiF2 NCM622 contenuto materiale, con un conseguente aumento elettrodo NCM622 materiale / elettrolita impedenza interfacciale.
