(圖片來(lái)源:UNIST)
UNIST能源與化學(xué)工程學(xué)院的Jaephil Cho教授及其團(tuán)隊(duì)推出了這種新涂層技術(shù),可以有效抑制晶間開(kāi)裂、化學(xué)副反應(yīng)和阻抗增長(zhǎng)。據(jù)該團(tuán)隊(duì)介紹,在室溫環(huán)境下,次級(jí)粒子不會(huì)改變晶體體積,但經(jīng)過(guò)反應(yīng)性潤(rùn)濕滲透,會(huì)在晶界中產(chǎn)生劇烈的變化。
富鎳材料被視為富有前景的正極材料,因其可以較低的成本提供更高的容量。然而,由于反復(fù)充放電操作導(dǎo)致的微裂紋和電解質(zhì)副反應(yīng),傳統(tǒng)富鎳正極的壽命較短。在這種情況下,為了防止電解質(zhì)降解,目前生產(chǎn)的所有熱處理溫度為700℃或更高的材料,都在表面上涂有保護(hù)性涂層,但這也存在性能差和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
在本項(xiàng)研究中,研究小組提出一種室溫合成路線,以完全覆蓋次級(jí)粒子表面,并輕松注入晶界,從而提供一種完整的“涂層+注入”策略。他們通過(guò)反應(yīng)潤(rùn)濕的方式,構(gòu)建了一種NCM次級(jí)粒子的高品質(zhì)硼化鈷(CoxB)玻璃合金注入物。在界面化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)烈驅(qū)動(dòng)力下,納米硼化鈷(CoxB)玻璃合金不僅完全包裹次級(jí)粒子表面,而且可以進(jìn)入初級(jí)粒子之間的晶界。這是非同尋常的,因?yàn)檫@一過(guò)程發(fā)生在室溫下,次級(jí)粒子不會(huì)改變晶體體積,但經(jīng)過(guò)反應(yīng)潤(rùn)濕,會(huì)在晶界中產(chǎn)生劇烈的變化。因此,通過(guò)緩解正極側(cè)晶間應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、微結(jié)構(gòu)降解和副反應(yīng),以及對(duì)負(fù)極的熔點(diǎn)交叉效應(yīng),可以提供優(yōu)異的電化學(xué)性能,并提高安全性。
結(jié)果表明,采用新涂層方法制造的電池,經(jīng)過(guò)500次循環(huán)表現(xiàn)出95%的容量保持率,與現(xiàn)有富鎳材料相比,可使壽命保持率提高約20%。不僅如此,因?yàn)闃O大地抑制了晶間開(kāi)裂、副反應(yīng)和阻抗增長(zhǎng),還能有效提升NCM的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性,包括在高放電率和高溫(45°C)條件下。
原標(biāo)題:韓國(guó)開(kāi)發(fā)全新鋰離子電池涂層 提升電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程