锂电池高镍正极材LiNi
随着电动汽车对锂电池能量密度要求的提高,高镍层状氧化物正极材料以其高比容量,高比能量密度和相对便宜的价格备受青睐,已成为锂离子电池领域最有前景的正极材料。然而高镍正极仍然面临许多的挑战,首先其对水分很敏感,将其暴露在空气中时会与水和CO2发生反应,在其表明生成LiOH和Li2CO3类化合物,这些化合物在充放电过程中会和电解液发生副反应,阻碍正极材料表面Li+的迁移,从而引起电解液的消耗以及表面稳定性和材料容量的降低。其次,深度充电时,材料中的Ni2+/Ni3+会转变成Ni4+,而表面的Ni4+会催化电解液的持续分解,在其表面形成厚的正极/电解液界面层(CEI层),从而加速锂离子(Li+)的消耗并影响Li+的传导,造成电池容量的衰减。再者,深度充电时,大量的Li+脱出,由于Ni2+(0.69 A)和Li+(0.76 A)相似的离子半径,少量的Ni2+容易进入锂层占据Li+空位,造成Li+/Ni2+阳离子混排,这种混排会阻碍Li+的传导,从而引起容量的衰减;且严重的混排会逐渐的演变成相变,生成类LiMn2O4尖晶石相和类NiO的岩盐相,这两种相都不利于Li+的传导,且NiO的生成会伴随着O2的释放,这进一步加剧了表面结构的不稳定性和容量保持率的衰减。相变还会引起材料晶格体积的明显变化,这种变化会导致材料内部的晶界产生裂纹,当晶界之间的裂纹较大时,会引起电解液的渗入,形成新的CEI层界面,加剧材料内部的各向异性,进而引起二次颗粒的开裂和破碎。同时,在高的充电电压下,高镍材料会发生H2/H3的相变,从而引起晶胞体积的变化,晶胞体积的收缩产生不均一的应力,也可以引起二次颗粒内部微裂纹的产生。针对以上问题,开发有效的电解液/添加剂以及包覆和掺杂非活性物质以稳定电极材料/电解液界面和材料主体结构变得很有意义。本文用共沉淀的方式在优化条件下合成了 10 μm的Ni0.,74Mn0.1... （共143页)
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