Como as células de íon de lítio, a capacidade específica das necessidades materiais de ânodo se tornaram mais sofisticados do que a melhoria contínua de energia, a capacidade dos materiais convencionais LiCoO2 apenas cerca de 140mAh / g, não pode atender a nova geração de necessidades de bateria elevado energia específicos e preço louco de cobalto cada vez mais se tornar a última palha que quebra o LCO. Então, as pessoas estão se voltando para uma capacidade mais elevada, o preço é materiais NCM mais vantajosas, em comparação com o material LCO, material NCM melhorou tremendamente (NCM622 capacidade específica de material capacidade até 170-180mAh / g), e porque o uso de Co grandemente reduzida, de modo que o preço do que o material de LCO NCM também tem vantagens óbvias, de modo que estes se tornam a nova querido de baterias de lítio NCM, mas o material é ainda NCM existe um problema sério - pobre desempenho do ciclo de alta temperatura, o material de capacidade NCM declínio para baixo a altas temperaturas muito acelerado, afecta seriamente a vida de uma bateria de iões de lítio.
Recentemente SiyangLiu Universidade Fudan em Xangai, que conduziu a pesquisa em profundidade no mecanismo de ciclo de alta temperatura a 55 ℃ para o material NCM622. Os estudos mostraram que o material NCM622 que vai da superfície de metal catião fenómeno grave rearranjo ocorre durante a alta temperatura e o ciclo de alta tensão, carregar os resultados de câmbio em um aumento significativo na impedância. Além disso a alta temperatura e alta tensão de ciclismo LiPF6 também exacerbar decomposição na superfície do eléctrodo, e o conteúdo NiF2 LiF aumentada, resultando no aumento da resistência da interface eléctrodo / electrólito.
Em primeiro lugar Siyang Liu foram sintetizados por material de fase sólida NCM622, espectro de DRX, mostra a síntese de um material com bom desenvolvimento NCM622 um-NaFeO2 estrutura em camadas. A é um material sintético Siyang Liu FIG NCM622 inferior diferente da primeira carga de tensão de corte, no caso de descarregar curva, como pode ser visto a partir da FIG tensão de corte foi aumentado gradualmente para 4.3V, 4.5V e 4.7V, respectivamente, a capacidade do material 176, 201,3 e 218.1mAh / g, apesar de uma tensão de corte mais elevado pode trazer mais uma elevada capacidade, mas pode resultar numa velocidade desempenho do ciclo de material NCM622 diminui a partir do painel b pode ser visto, quando a tensão de corte de 4,3 V, respectivamente, quando a 4,5V e 4.7V, NCM622 materiais capacidade de retenção 50 ciclos a 55 ℃ as taxas foram 96,3%, 90,7% e 78,9%, pode ver a tensão de corte tem um impacto importante sobre o material NCM622 desempenho do ciclo.
Estudo diminuir para baixo mecanismo NCM622 material de tensão de corte diferente descobriram que a tensão de corte superior pode aumentar de forma significativa o material NCM622 resistência interface. Tensão de corte diferente a seguir mostra os resultados da análise e o material EIS NCM622 após diferentes ciclos, pode ser visto todas as curvas são compostos por dois arcos e uma secção em linha recta, o que indica a presença da superfície do material de duas interfaces: a decomposição de electrólito na camada de superfície do material forma uma interface filme NCM622 Siyang Liu c usando o circuito equivalente da FIG. os resultados foram ajustados para o EIA, Siyang Liu que Rs1 impedância interface de película, a impedância Rct de uma troca de carga. quando a tensão de corte foram 4.3V, 4.5V Rs1 o material, e 4.7V, respectivamente 17, 20 e 21.6W, depois de 25 ciclos e Rs1 aumentaram respectivamente de 18,7, 23,4 e 28.2W, indicando que a maior tensão de corte faz com que o crescimento e remodelação NCM622 material de película de interface, aumentando assim a resistência interfacial.
ciclo de troca de carga alteração mais significativa no TIC impedância, pode ser visto a partir da FIG. 25 ciclos de 4.3, o material V Rct NCM622 ocorre apenas um ligeiro aumento na tensão de corte, mas quando a tensão de corte de 4,5 V e 25 ciclos de pós-4.7V material de RCT foram aumento de 2 vezes e oito vezes. isto pode ser porque resulta da tensão mais elevada NCM622 fora prolapso material mais Li, resultando, assim, num aumento do material e o material de Li / Ni baralhar transição de fase irreversível, resultando num aumento da impedância de material de permuta de carga.
análise EIA mostra material de impedância de interface aumenta existe uma estreita relação com a capacidade da queda de material para baixo, mas o mecanismo de acção dos quais ainda não sei. A figura abaixo mostra imagens de SEM de eléctrodo depois de pedalar sob eléctrodo novo e diferente de tensão, que pode ver depois de um certo número de ciclos até à fractura de superfície do eléctrodo há um aumento claro, especialmente em maior tensão de corte da superfície de fractura do eléctrodo após o ciclo se torna mais grave. estas fendas podem levar a porção de superfície do eléctrodo do material activo e perda de folha de Al conectar rede condutora, resultando em perda de material activo, o que resulta na capacidade de diminuir para baixo porção.
Acreditamos que as principais reacções colaterais normalmente ocorrem na interface eléctrodo / electrólito, e, por conseguinte, a interface eléctrodo / electrólito é mais propenso a erosão, de modo Siyang Liu NCM622 foram testados para o material de pele após o ciclo a diferentes voltagens por HRTEM. Por alta resolução nota-se que a imagem TEM da nova estrutura cristalina NCM622 bem desenvolvida, depois 50 ciclos a uma tensão de corte de 4.3V, corpo material NCM622 permaneceu bom desenvolvimento da estrutura em camadas, mas na superfície do material pode ser observado região parcial iões de metais de transição parece baralhar fenómeno. quando a tensão de corte é aumentada para 4.5V, 4.7V depois de a estrutura cristalina do material torna-se mais grave declínio para baixo, pode ser visto a partir da FIG demasiado a uma tensão de corte elevada leva a Li dessorção catiões de metal para a camada de Li, que bloqueia o caminho de difusão de Li, um Li redutoras pontos activos, resultando em aumento da taxa de câmbio interfacial e capacidade reversível diminuir para baixo impedância, o que é consistente com os resultados anteriores de EIA.
Enquanto isso Zhidezhuyi é a uma tensão de corte mais elevada, a superfície do material pode ser observada depois de algum ciclo furos, principalmente porque o material de maior tensão de corte na libertação de S um metal de transição e dissolvido.
Mecanismo para aumentar a impedância de eléctrodo interfacial / electrólito para Rs1, a superfície do material Siyang Liu NCM622 por XPS analisadas, não se verificou um aumento significativo na circulação de electrólito depois de os produtos de decomposição, especialmente LiF tensão de corte interrompida a 4.3V conteúdo LiF após a superfície do eléctrodo é de 8,9%, mas quando a tensão de corte é aumentada para 4,5 V e a superfície do eléctrodo conteúdo de volta 4.7V LiF é aumentada para 14,9% e 17%, enquanto que também têm encontrado pela superfície do eléctrodo análise XPS após o ciclo NiF2 aumento significativo no conteúdo, o que indica que a solução de electrólito durante a decomposição superfície NCM622 do material é acompanhada pela dissolução de um elemento de metal de transição, Siyang Liu que isto é principalmente devido HF LiPF6 decomposição de corrosão do material NCM622, resultando em um elemento de metal de transição dissolvido.
Siyang Liu trabalho mostrou que o material NCM622 a alta temperatura e alta fora ciclismo tensão provoca um aumento no elemento de metal de transição no material da superfície do eléctrodo e Li baralhar, causando deterioração da estrutura cristalina do material da superfície NCM622 resultando num aumento das impedâncias de troca de carga e capacidade reversível é reduzido em alta temperatura e ciclagem de alta tensão irá resultar na decomposição de LiPF6 na superfície electrolítica, provoca um aumento na superfície de LiF e NiF2 NCM622 conteúdo de material, resultando no aumento NCM622 eléctrodo de material / electrólito impedância interfacial.
