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题名纳米空洞加速富镍层状正极相转变的原位研究
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作者
李爽
李宇航
郑士建
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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
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出处
《电子显微学报》
北大核心
2025年第5期552-558,共7页
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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)。
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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。
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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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Keywords
lithium⁃ion battery
Ni⁃rich layered cathode
transmission electron microscopy
in⁃situ heating
phase transformation
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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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