?ACS Energy Letters:869 Wh/kg高比能正極,12分鐘充滿電! 2023年10月7日 下午6:00 ? 未全平臺發布, 頂刊 ? 閱讀 15 電動汽車(EV)市場的不斷擴大,推動了對使用富鎳正極的高能量密度電池的需求。然而,富鎳正極在極端快充(XFC)條件下的運行會損害其結構的完整性,從而導致容量迅速下降;實現富鎳正極在XFC條件下的可操作性,同時最大限度地提高能量密度和長期循環性能是一個挑戰。 韓國漢陽大學Chong Seung Yoon、Yang-Kook Sun等研究了快速充電對Li[Ni0.92Co0.06Al0.01Nb0.01]O2(Nb-NCA93)正極的影響,其能量密度高達869 Wh kg-1。 圖1. NCA93正極在半電池中的性能 具體而言,作者首先通過透射電子顯微鏡(TEM)徹底研究了快速充電對富鎳NCA93結構的影響,然后采用試錯法,通過向NCA93正極引入不同的離子,實現了具有有利于XFC的精細微結構的正極。 研究發現,NCA93正極是一種富含鎳的層狀正極,由于充電后正極中殘余鋰的不均勻分布,即使在第一次充電時,它也會受到不可逆的機械損傷。粒子細化,即通過引入1摩爾%的Nb,將初級粒子尺寸減少到納米級,可有效地解決快速充電帶來的挑戰。 圖2. NCA93、B-NCA93和Nb-NCA93正極的快充性能 研究顯示,在充電結束時,由突然的晶格收縮引起的內部應力被許多初級粒子的邊界所抵消,這些邊界使傳播中的裂縫發生偏轉,使次級粒子斷裂增韌。 此外,鋰離子的遷移也通過眾多的顆粒間邊界的短路擴散而得到加速。由此產生的全電池可在12分鐘內達到滿電,并在1000次循環后保持其初始容量的85.3%(以全深度放電循環)。此外,Nb-NCA93正極由于其獨特的微觀結構,在XFC條件下產生的熱量有限。 圖3. 充電后Nb-NCA93正極的機械穩定性和電導率 High-Energy-Density Li-Ion Battery Reaching Full Charge in 12 min. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02032 原創文章,作者:華算老司機,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/07/d161f20966/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 微信扫码分享 相關推薦 徐志偉/王家鈞ACS Nano:過渡金屬硒化物結構調控提高儲鉀穩定性的機理研究 2023年10月17日 有序打敗無序!北航再發重磅JACS,刷爆電解水記錄! 2023年11月22日 余彥/芮先宏AFM: 交聯網絡+功能夾層工程提高鉀金屬電池單寧正極性能 2023年10月15日 ?張培新/馬定濤AFM:MXene鍵合傳輸網絡助力穩定的固態鋅金屬電池! 2023年10月7日 最新催化頂刊:包信和、汪淏田、喬世璋、李雋、劉中民等成果集錦! 2022年9月2日 楊全紅/翁哲/尹利長Nature子刊:CO2電還原的電解質添加劑對Cu轉向面進行重構 2023年10月10日