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锂离子电池高镍正极材料结构衰变与抑制

发布时间: 2023-11-22

来源: 试点城市(园区)

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
生物与新医药技术
成果介绍
使用透射电镜和对应图像处理方法分析了高镍材料***,分析了材料的本征缺陷和循环伴随缺陷。由于结构的不稳定性,高镍材料不仅仅在表面,在体相中也存在缺陷和结构转变区域,同样的循环后,材料表面和体相的缺陷会增多,结构衰变会加剧。在层状材料中,镍离子等过渡金属的迁移能垒是比较高的。一方面是由于过渡金属普遍氧化数偏高,与周围氧原子结合能力较强;另一方面也是因为迁移过程中需要穿过氧层所在平面才能进入锂层,这一迁移路径很长,且迁移过程中引起周围原子位置变化较为剧烈,一般难以突破。文章引入氧缺陷来进行分析对比。发现在有氧缺陷的情况下,镍离子周围配位环境被削弱,不会受到以往较强的束缚,同时在迁移穿过氧平面时,由于氧原子缺失,能垒必然会发生降低,也就提高了镍离子迁移的可能性。在氧缺失结构中,已经不能形成完整的能垒,镍离子穿过氧层的能量下降。相反没有氧缺陷的路径中能垒较高,镍离子难以迁移。
成果亮点
在实验层面开展三种元素以及其组合掺杂的研究工作,分析了不同掺杂组合对材料一次粒子形貌,晶格参数、晶粒尺寸及电化学性能的影响,发现Zr/B共掺杂样品具有最小粒径,放电容量最高,B掺杂及B组合掺杂均提高了材料的循环稳定性。最后通过对比样品100周曲线与首周曲线发现含B掺杂样品曲线重合度高于其它样品,并且发现含B样品发生H2相到H3相的转变时的电位更高,说明B掺杂样品更结构更稳定,不易发生相变。
团队介绍
宁波益加科创服务有限公司是一家提供园区运营、项目申报、活动承办为主的初创型服务公司。公司成立于2020年6月15日,注册资金为100万,办公场地为宁波市鄞州区学士路655号科技信息孵化园B栋裙楼一楼。
成果资料