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鋰離子電池高容量富鎳正極材料為研究對象

發布時間:2021-09-14      點擊次數:220

在商業鋰電池負極材料中,具有分層結構的鎳含量豐富的三元材料,能量密度高(單電池能量可達280wakg-1),成本低,越來越受到市場的青睞。但二次粒子的

中新網長沙2月14日電(王昊昊喻玲)長沙理工大學14日對外吐露,該校資料迷信與工程學院李靈均副教授團隊與廈門大學助理傳授張橋保、美國阿貢國度實驗室傳授陸俊,美國內布拉斯加大學林肯分校、美國布魯克海文國度實驗室等海內外科研職員及團隊合成為了高能鋰離子電池兩重潤色正極資料。

該研討結果近日以長沙理工大學為第一單元揭曉在最新一期資料化學畛域國際首要學術期刊《進步前輩功能材料》上,論文第一作者為長沙理工大學在讀碩士研究生楊慧平,李靈均為論文第一通訊作者。

鋰離子電池具有可逆容量大、工作電位高、循環壽命長、自放電低等優點。廣泛應用于各種便攜式設備中,并逐步推廣應用于儲能、電動汽車等領域。
界面穩定性差、內部結構惡化等問題嚴重阻礙了二次粒子的大規模應用。
為此,課題組以鋰離子電池高容量富鎳正極材料為研究對象,花了三年的時間分析了鈦和鑭在富鎳三元材料表層的遷移勢壘。發現鈦摻雜體相和鑭在體系表面的富集態是體系的最低能態,即穩定態。根據理論計算結果,合理設計合成了摻鈦和鑭鎳鋰氧化物包覆雙改性富鎳三元材料。

該材料具有良好的熱穩定性、結構穩定性和良好的電化學性能。“在攝氏六十度的高溫下,經過一百五十次循環后,雙改性材料的容量保持率幾乎是純相富鎳材料的兩倍,能有效地抑制富鎳材料表面在循環過程中的納米級結構退化,從而提高富鎳材料的表面穩定性。“

此外,研究(jiu)小組使用全場透射X射線顯微鏡觀察(cha)循(xun)環(huan)前后(hou)的(de)(de)正負材料(liao),證(zheng)明雙重改性抑制(zhi)了正極材料(liao)二次粒(li)子中微裂紋的(de)(de)產生。在循(xun)環(huan)過程中微裂紋的(de)(de)傳播,并揭(jie)示了循(xun)環(huan)后(hou)的(de)(de)富鎳材料(liao)的(de)(de)二次顆(ke)粒(li)之間的(de)(de)Ni3 +的(de)(de)不均勻分(fen)布被抑制(zhi),并且材料(liao)的(de)(de)二次顆(ke)粒(li)的(de)(de)結構穩定性顯著提(ti)高。該研究(jiu)得到了國(guo)家自(zi)然科學基金,國(guo)家重點研究(jiu)開發項(xiang)目,長沙市優秀創新青年培訓項(xiang)目和美(mei)國(guo)能源部等多項(xiang)資金的(de)(de)支持。

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