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“雙重修飾”提升富鎳三元材料性能

鉅大LARGE  |  點擊量:980次  |  2019年04月12日  

富鎳三元正極材料因可逆容量高、成本低等優(yōu)點,被認為是最理想的下一代高能量密度鋰離子動力電池正極材料之一。近日,長沙理工大學副教授李靈均,與廈門大學張橋保等團隊共同合成了鈦摻雜、鑭鎳鋰氧化物包覆的“雙重修飾”富鎳三元正極材料。這種簡單高效的合成方法有望降低富鎳三元材料的生產門檻,有助于高能量密度鋰動力電池的發(fā)展。

據(jù)了解,界面穩(wěn)定性差、二次顆粒內部結構衰退等問題,阻礙了富鎳三元正極材料的規(guī)模化應用。該聯(lián)合團隊從分析鈦和鑭在富鎳三元材料表面的遷移勢壘出發(fā),發(fā)現(xiàn)鈦摻入體相而鑭逃離至表面的狀態(tài),為體系能量最低的狀態(tài)即穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)理論計算結果,他們合理設計并同步合成了“雙重修飾”的富鎳三元材料。材料展現(xiàn)出了良好的熱穩(wěn)定性、結構穩(wěn)定性及優(yōu)異的電化學性能。在60℃高溫循環(huán)150次后,雙重修飾材料的容量保持率,比純相富鎳材料提高了近兩倍。在采用全場透射X射線顯微成像對循環(huán)前/后的正極材料進行可視化研究后,團隊證明“雙重修飾”可抑制正極材料二次顆粒內微裂紋的產生與循環(huán)過程中微裂紋擴展,顯著提升材料二次顆粒的結構穩(wěn)定性。

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