特殊结构前驱体对锂电池三元正极材料性能的提升

来源 :储能科学与技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaomeitomei
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前驱体制备过程中通过控制不同的反应条件可以得到形貌各异的材料,而其中氨值对于前驱体的微观形貌影响颇大.本文在不同氨值条件下制备得到形貌各异的高镍三元前驱体材料,发现低氨值条件下制备得到的前驱体表面晶须细致,内部结构密实且外部呈树杈状结构.这种条件下制备得到的前驱体材料经烧结后,一次颗粒仍呈放射状生长,且颗粒更为细长.该材料制成扣式电池后,0.2 C放电条件下比容量可达210.3 mA·h/g,首次充放电效率可达93.05%,且倍率及循环性能优异.与市面所售相同配比产品相比,放电容量提升3%.该形貌控制方法为高比容量三元正极材料的规模化制备提供了一种新思路.
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力学性质是材料的本质属性之一,随着锂离子电池应用于电动汽车、智能电网领域,活性材料的力学特性开始受到关注.动力电池、储能电池的循环寿命需要达到几千次,活性材料晶胞亦经历几千次规律的膨胀、收缩,材料颗粒的力学劣化成为必须面对的新挑战.本文以团队的研究结果为主,总结了锂电池层状正极材料力学劣化机制和改善措施.首先,讨论了正极材料的力学研究基础,明确正极材料符合弹性形变,可以使用胡克方程分析;其次,回顾了正极材料力学劣化行为符合“损伤-断裂”模型,应力产生缺陷,逐渐积累直至断裂,电解液会沿着裂缝扩散至电池内部发