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纳米空洞加速富镍层状正极相转变的原位研究
1
作者
李爽
李宇航
郑士建
《电子显微学报》
北大核心
2025年第5期552-558,共7页
富镍层状正极由于高放电比容量和高能量密度受到广泛关注,然而镍含量增加会加剧阳离子混排、晶格失氧、结构退化等问题,导致材料较差的热稳定性和快速的容量衰退。富镍正极材料在高温烧结过程中不可避免的会产生空位、层错甚至三维缺陷...
富镍层状正极由于高放电比容量和高能量密度受到广泛关注,然而镍含量增加会加剧阳离子混排、晶格失氧、结构退化等问题,导致材料较差的热稳定性和快速的容量衰退。富镍正极材料在高温烧结过程中不可避免的会产生空位、层错甚至三维缺陷,而对于由初始缺陷导致的富镍正极衰退机理仍缺乏深入的研究。本文通过先进的原位透射电子显微技术,从原子尺度揭示了LiNi_(0.76)Mn_(0.14)Co_(0.10)O_(2)正极材料中存在的纳米空洞缺陷在加热条件下加速材料结构退化的现象。该空洞缺陷处在初始态表现为典型的层状相结构,但其中过渡金属元素比例降低,在加热过程中缺陷区域出现显著失氧,最先出现层状相向岩盐相的相变过程。空洞区域形成的岩盐相沿{003}面择优生长。本研究结果有助于深入理解合成过程形成的初始缺陷对富镍层状正极材料热稳定性和容量衰退的影响,对通过合成条件调控缺陷进而改善正极材料的性能具有指导意义。
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关键词
锂离子电池
富镍层状正极
透射电子显微镜
原位加热
相转变
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职称材料
富镍三元层状正极材料表面残碱去除工艺:研究进展、挑战及展望
被引量:
3
2
作者
袁绍辉
曾子豪
+6 位作者
董煜
王天宇
崔鑫炜
杨越
孙伟
叶飞
葛鹏
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1554-1584,共31页
富镍LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(NCM)/LiNi_(1-x-y)Co_(x)Al_(y)O_(2)(NCA)三元层状正极材料因其比容量高、成本低等优势,被认为是最具前景的锂电池正极材料之一。但由于其对空气中H_(2)O和CO_(2)的敏感效应,表面易生成残碱化合物Li...
富镍LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(NCM)/LiNi_(1-x-y)Co_(x)Al_(y)O_(2)(NCA)三元层状正极材料因其比容量高、成本低等优势,被认为是最具前景的锂电池正极材料之一。但由于其对空气中H_(2)O和CO_(2)的敏感效应,表面易生成残碱化合物LiOH/Li_(2)CO_(3)(RLCs),而RLCs的存在会急剧恶化富镍三元材料热稳定性能和电化学性能,致使其大规模商业化应用面临严峻挑战。本文首先综述了RLCs的组成和形成机理,并系统概括RLCs引起的微裂纹扩展、Li^(+)/Ni^(2+)混排、界面副反应和晶格相变等材料失效机制以及常用RLCs去除策略;重点阐述去离子水洗涤、无水乙醇洗涤、溶液洗涤及后续一体化处理等三种RLCs去除工艺的研究进展及对材料结构、形貌及电化学性能的影响机理。最后,归纳总结上述溶液洗涤去除RLCs策略的特点,并对富镍NCM/NCA三元层状正极材料表面残碱去除工艺的未来研究方向进行展望。
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关键词
富
镍
NCM/NCA三元
层状
正极
材料
残碱化合物LiOH/Li_(2)CO_(3)
去离子水洗涤
无水乙醇洗涤
溶液洗涤
后续一体化处理
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职称材料
氧化铝作为处理剂在锂离子电池中的应用
被引量:
1
3
作者
陈思敏
吴春蕾
+1 位作者
段先健
郑育英
《电池》
CAS
北大核心
2023年第6期647-651,共5页
为提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)材料的循环稳定性,以氧化铝(Al_(2)O_(3))为电解液处理剂,用一种简单的方法制备功能性电解液,研究对NCM材料的性能影响。与原始NCM相比,在电解液中添加0.50%Al_(2)O_(3)的NCM以0.5 C在2.7...
为提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)材料的循环稳定性,以氧化铝(Al_(2)O_(3))为电解液处理剂,用一种简单的方法制备功能性电解液,研究对NCM材料的性能影响。与原始NCM相比,在电解液中添加0.50%Al_(2)O_(3)的NCM以0.5 C在2.75~4.30 V循环200次的容量衰减更慢,容量保持率为80.33%,同时电荷转移电阻(R_(ct))增加趋势较低。SEM分析表明,正极表面仍可看出清晰的颗粒轮廓与层状结构。
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关键词
锂离子电池
富镍层状正极
氧化铝(Al_(2)O_(3))
LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)
电解液
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职称材料
题名
纳米空洞加速富镍层状正极相转变的原位研究
1
作者
李爽
李宇航
郑士建
机构
河北工业大学高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室
出处
《电子显微学报》
北大核心
2025年第5期552-558,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(Nos.12204143,52471129)
河北省自然科学基金资助项目(No.E2023202217)。
文摘
富镍层状正极由于高放电比容量和高能量密度受到广泛关注,然而镍含量增加会加剧阳离子混排、晶格失氧、结构退化等问题,导致材料较差的热稳定性和快速的容量衰退。富镍正极材料在高温烧结过程中不可避免的会产生空位、层错甚至三维缺陷,而对于由初始缺陷导致的富镍正极衰退机理仍缺乏深入的研究。本文通过先进的原位透射电子显微技术,从原子尺度揭示了LiNi_(0.76)Mn_(0.14)Co_(0.10)O_(2)正极材料中存在的纳米空洞缺陷在加热条件下加速材料结构退化的现象。该空洞缺陷处在初始态表现为典型的层状相结构,但其中过渡金属元素比例降低,在加热过程中缺陷区域出现显著失氧,最先出现层状相向岩盐相的相变过程。空洞区域形成的岩盐相沿{003}面择优生长。本研究结果有助于深入理解合成过程形成的初始缺陷对富镍层状正极材料热稳定性和容量衰退的影响,对通过合成条件调控缺陷进而改善正极材料的性能具有指导意义。
关键词
锂离子电池
富镍层状正极
透射电子显微镜
原位加热
相转变
Keywords
lithium⁃ion battery
Ni⁃rich layered cathode
transmission electron microscopy
in⁃situ heating
phase transformation
分类号
TG11 [金属学及工艺—物理冶金]
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
TG115.215.3 [金属学及工艺—物理冶金]
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职称材料
题名
富镍三元层状正极材料表面残碱去除工艺:研究进展、挑战及展望
被引量:
3
2
作者
袁绍辉
曾子豪
董煜
王天宇
崔鑫炜
杨越
孙伟
叶飞
葛鹏
机构
中南大学资源加工与生物工程学院
新乡天力锂能股份有限公司
郑州大学先进技术研究院
出处
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1554-1584,共31页
基金
国家自然科学基金资助项目(52004334)
湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ20073)。
文摘
富镍LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(NCM)/LiNi_(1-x-y)Co_(x)Al_(y)O_(2)(NCA)三元层状正极材料因其比容量高、成本低等优势,被认为是最具前景的锂电池正极材料之一。但由于其对空气中H_(2)O和CO_(2)的敏感效应,表面易生成残碱化合物LiOH/Li_(2)CO_(3)(RLCs),而RLCs的存在会急剧恶化富镍三元材料热稳定性能和电化学性能,致使其大规模商业化应用面临严峻挑战。本文首先综述了RLCs的组成和形成机理,并系统概括RLCs引起的微裂纹扩展、Li^(+)/Ni^(2+)混排、界面副反应和晶格相变等材料失效机制以及常用RLCs去除策略;重点阐述去离子水洗涤、无水乙醇洗涤、溶液洗涤及后续一体化处理等三种RLCs去除工艺的研究进展及对材料结构、形貌及电化学性能的影响机理。最后,归纳总结上述溶液洗涤去除RLCs策略的特点,并对富镍NCM/NCA三元层状正极材料表面残碱去除工艺的未来研究方向进行展望。
关键词
富
镍
NCM/NCA三元
层状
正极
材料
残碱化合物LiOH/Li_(2)CO_(3)
去离子水洗涤
无水乙醇洗涤
溶液洗涤
后续一体化处理
Keywords
rich-nickel ternary layered cathode materials NCM/NCA
residual alkali compounds LiOH/Li2CO3
deionized water washing
anhydrous ethanol washing
solution washing
subsequent integrated treatment
分类号
TM911.1 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
氧化铝作为处理剂在锂离子电池中的应用
被引量:
1
3
作者
陈思敏
吴春蕾
段先健
郑育英
机构
广东工业大学轻工化工学院
广州汇富研究院有限公司
出处
《电池》
CAS
北大核心
2023年第6期647-651,共5页
文摘
为提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)材料的循环稳定性,以氧化铝(Al_(2)O_(3))为电解液处理剂,用一种简单的方法制备功能性电解液,研究对NCM材料的性能影响。与原始NCM相比,在电解液中添加0.50%Al_(2)O_(3)的NCM以0.5 C在2.75~4.30 V循环200次的容量衰减更慢,容量保持率为80.33%,同时电荷转移电阻(R_(ct))增加趋势较低。SEM分析表明,正极表面仍可看出清晰的颗粒轮廓与层状结构。
关键词
锂离子电池
富镍层状正极
氧化铝(Al_(2)O_(3))
LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)
电解液
Keywords
Li-ion battery
Ni-rich layered cathode
aluminum oxide(Al_(2)O_(3))
LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)
electrolyte
分类号
TM912.9 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
纳米空洞加速富镍层状正极相转变的原位研究
李爽
李宇航
郑士建
《电子显微学报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
富镍三元层状正极材料表面残碱去除工艺:研究进展、挑战及展望
袁绍辉
曾子豪
董煜
王天宇
崔鑫炜
杨越
孙伟
叶飞
葛鹏
《中国有色金属学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
氧化铝作为处理剂在锂离子电池中的应用
陈思敏
吴春蕾
段先健
郑育英
《电池》
CAS
北大核心
2023
1
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职称材料
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