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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 高镍材料的循环衰减问题
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liliu1989

银虫 (小有名气)

[求助] 高镍材料的循环衰减问题 已有3人参与

因为自身较高的克容量和比较成熟的合成工艺，三元材料，尤其是高镍的层状材料（NCM/NCA）系列备受关注。今后的高能量密度的电池中必不可少要用到NCM811等相对Ni含量较高的材料。但是较高的Ni含量也引发了高镍材料的很多问题。其中比较严重的就是与低Ni的材料相比，循环的稳定性明显变差。
希望大家来讨论一下，高Ni材料的循环衰减的主要原因，如果可以附上相关文献（一定要靠谱哦）更好。
抛砖引玉：
1. 离子混排相的存在以及循环中越来越多的过渡金属进入Li层
Scientific Reports，7 (2017)1408
2.循环过程中晶格结构发生剧烈的膨胀收缩，造成颗粒破裂，内阻升高
Chem. Mater. 2016, 28, 162-171.
3. 界面反应/寄生反应：高价态的Ni 加剧了电解液的分解以及副反应
Journal of The Electrochemical Society, 162 (7) A1401-A1408 (2015)
4.表面重构：颗粒表面会向NiO相转变，失去电化学活性（有些学者也认为NiO具有脱嵌Li的能力，有待大家讨论）
ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 1297-1308.                                   


大神们认为主要的影响因素是哪个或者哪一些呢？工业界有没有比较有效的解决方案或者思路？
小虫所知甚少，欢迎大家贡献~
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满地乱滚的葡萄
1楼 2017-09-18 15:23:33
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liliu1989

银虫 (小有名气)
引用回帖:
22楼: Originally posted by 光剑 at 2017-09-21 11:13:53
我认为是Li Ni混排和表层材料相变导致的

表面确实是大问题 做得越多越觉得高镍材料的表面问题优化是非常非常重要的
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满地乱滚的葡萄
28楼2018-06-13 15:15:56
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hanxing369

铜虫 (小有名气)
个人认为4为主。。。确切说应该是脱嵌过程中材料不可逆想变的程度越来越大。。。（这个貌似跟你的4更接近）。。。

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新手上路...
2楼2017-09-18 15:34:00
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liliu1989

银虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by hanxing369 at 2017-09-18 15:34:00
个人认为4为主。。。确切说应该是脱嵌过程中材料不可逆想变的程度越来越大。。。（这个貌似跟你的4更接近）。。。

您认为是所以是layer-spinel-rocksalt相变逐渐加剧是主要原因？这个相变是不是跟混排也有一定关系呢？还有就是您认为相变只在表面发生还是整个颗粒均匀发生呢？
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满地乱滚的葡萄
3楼2017-09-18 15:42:58
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Phys_Xu

木虫 (著名写手)
个人愚见，材料是否均一是关键
Li/Ni的均一，Ni/CoMn是否偏析等等

发自小木虫Android客户端
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4楼2017-09-18 17:13:53
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