Qhov kev tsom xam sab hauv ntawm cov laj thawj ntawm NCM811 roj teeb lub neej kev ua haujlwm

Nickel-cobalt-manganese ternary cov khoom siv yog ib qho ntawm cov khoom siv tseem ceeb ntawm cov roj teeb hluav taws xob tam sim no. Peb lub ntsiab muaj lub ntsiab sib txawv rau cov ntaub ntawv cathode. Ntawm lawv, npib tsib xee yog kom muaj peev xwm ntxiv roj teeb. Cov qib siab dua ntawm cov ntsiab lus nickel, qhov ntau dua qhov muaj peev xwm ntawm cov khoom siv. Lub peev xwm tshwj xeeb ntawm NCM811 tuaj yeem ncav 200mAh / g, lub tshuab paug tawm yog li 3.8V, thiab nws tuaj yeem ua rau lub roj teeb nrog lub zog loj. Txawm li cas los xij, qhov teeb meem nrog NCM811 roj teeb yog tias nws muaj kev nyab xeeb tsis zoo thiab lub neej voj voog mus ntev. Cov laj thawj uas cuam tshuam nws lub neej kev nyab xeeb thiab kev nyab xeeb yog dab tsi? Yuav daws tau cov teeb meem no li cas? Ntawm no yog ib qho kev txheeb xyuas kom tob:

Ua NCM811 rau hauv cov roj teeb khawm (NCM811 / Li) thiab cov ntim roj teeb ntim mos (NCM811 / graphite), thiab kuaj nws qhov muaj peev xwm gram thiab lub roj teeb muaj peev xwm raws li. Faib cov roj teeb ntim ntim rau hauv 4 pab pawg rau ib qho kev sim rau kev ntsuas, ntsuas qhov sib txawv yog qhov txiav tawm, thiab nws cov nqi yog 4.1V, 4.2V, 4.3V, 4.4V. Ua ntej, lub roj teeb tau cycled ob zaug ntawm tus nqi ntawm 0.05 C, thiab tom qab ntawd cycled ntawm 30 ° C ntawm tus nqi ntawm 0.2C. Tom qab 200 mus, lub voj voog ncig ntawm lub roj teeb pob muag muag yog qhia hauv daim duab hauv qab no:

Nws tuaj yeem pom los ntawm daim duab tias nyob rau hauv qhov xwm txheej ntawm kev txiav tawm ntau dua, qhov peev xwm ntawm gram muaj peev xwm ntawm cov teeb meem thiab lub roj teeb muaj peev xwm muaj ob qho siab, tab sis cov gram muaj peev xwm ntawm lub roj teeb thiab cov khoom poob sai dua. Ntawm qhov tsis sib xws, ntawm tus nqi hluav taws xob qis dua (qis dua 4.2V), lub roj teeb muaj peev xwm qeeb qeeb thiab lub neej ntev ntev dua.

Qhov kev sim no siv isothermal calorimetry thev naus laus zis los kawm txog cov kev tsis haum parasitic, thiab siv nyob rau hauv-situ thiab ex-situ XRD thiab SEM los kawm txog cov txheej txheem thiab morphological degradation ntawm cov ntaub ntawv cathode thaum caij tsheb kauj vab. xaus li hauv qab no:

1. Kev hloov pauv ntawm cov qauv tsis yog lub laj thawj tseem ceeb rau txoj kev lub siab ntawm roj teeb lub neej

Cov txiaj ntsig ntawm ex-situ XRD thiab SEM cov ntaub ntawv qhia tau tias cov roj teeb uas tsis siv thiab cov roj teeb nrog txiav tawm ntawm 4.1V, 4.2V, 4.3V, thiab 4.4V feem, tom qab tau cycled ntawm 0.2C rau 200 zaus, kev hais ua qhov loj me thiab me me Tsis muaj qhov txawv txav hauv cov qauv. Yog li no, cov qauv hloov pauv sai ntawm cov khoom nquag thaum lub sijhawm them thiab tawm tsis yog lub laj thawj tseem ceeb rau kev ua kom tsis zoo ntawm lub roj teeb lub neej. Ntawm qhov tsis sib xws, cov tshuaj tiv thaiv kab hluav taws xob ntawm lub tshuab hluav taws xob thiab qhov sib cuam tshuam ntawm cov khoom siv nquag nquag rau hauv lub xeev delithiation yog qhov laj thawj tseem ceeb rau lub roj teeb luv luv nyob rau hauv 4.2V siab qhov hluav taws xob.

(1) SEM

a1 thiab a2 yog SEM cov duab ntawm lub roj teeb tsis muaj cycling. b ~ e yog SEM cov duab ntawm cov khoom muaj txiaj ntsig zoo tom qab 200 lub voj voog ncig mus rau qhov xwm txheej ntawm 0.5C thiab qhov kev txiav tawm ntawm tus nqi hluav taws xob yog 4.1V / 4.2V / 4.3V / 4.4V. Lub sab laug yog qhov tsawg kawg magnification thiab sab xis yog qhov siab magnification. Rub cov duab ntsuas lub ntsuas hluav taws xob. Nws tuaj yeem pom los ntawm daim duab saum toj no uas tsis muaj qhov sib txawv ntawm qhov tawg ntawm morphology thiab qib ntawm tawg ntawm cov roj teeb rov ua dua tshiab thiab cov roj teeb uas tsis siv.

(2) XRD

Raws li tuaj yeem pom los ntawm daim duab saum toj no, tsis muaj qhov txawv txav ntawm tsib ntawm kev hais txog qhov zoo thiab lub chaw.

(3) Hloov ntawm lattice tsis

Raws li tuaj yeem pom los ntawm lub rooj, cov ntsiab lus hauv qab no:

1). Lub ntxaij ntoo tas li ntawm cov ntawv tsis-daim phiaj txuas yog ib qho uas ua raws li NCM811 cov khoom siv hmoov. Thaum lub voj voos txiav tawm ntawm qhov hluav taws xob yog 4.1V, nws lub ntxaij hluav taws xob tas li kuj yog qhov txawv txav ntawm qhov qub ob, thiab c-axis muaj qhov nce me me. Saib ntawm txoj kab c-axis txuas nrog lub voj voog txiav tawm ntawm 4.2V, 4.3V, thiab 4.4V, tsis muaj qhov sib txawv ntawm 4.1V (qhov sib txawv yog 0.004 angstroms), thaum cov ntaub ntawv ntawm a-axis yog txawv heev.

2) Cov Khoom Muaj). Tsis muaj qhov kev hloov pauv tseem ceeb hauv Ni cov ntsiab lus nyob rau tsib pab pawg ntawm kev sib piv.

3). Cov ncej thooj nrog cov voj voog caij nplooj zeeg ntawm 4.1V ntawm 44.5 ° pom qhov loj dua FWHM, thaum lwm pawg sib piv tau ze dua.

Thaum lub sijhawm them thiab tawm ntawm cov roj teeb, lub c-axis pom muaj kev cuam tshuam zoo thiab nthuav dav. Nyob hauv qhov hluav taws xob siab, qhov txo qis hauv roj teeb lub neej tsis yog vim muaj kev hloov pauv hauv cov qauv ntawm cov khoom muaj sia. Yog li no, peb lub ntsiab lus saum toj no qhia tau tseeb tias cov kev hloov pauv tsis yog vim li cas lub hauv paus ntawm kev hloov roj teeb lub neej.

2. Lub neej ua haujlwm ntawm NCM811 roj teeb muaj feem xyuam rau cov kab mob parasitic hauv lub roj teeb

NCM811 thiab graphite tau tsim rau hauv cov roj teeb ntim pob muag, thiab lawv siv cov hluav taws xob sib txawv. Ob pawg ntawm cov kev sib piv hauv cov roj teeb hluav taws xob tau ntxiv nrog 2% VC thiab PES211, tab sis cov roj teeb muaj peev xwm tswj tus nqi tom qab cycling pom qhov sib txawv loj.

Raws li tuaj yeem pom los ntawm daim duab saum toj no, thaum qhov kev txiav tawm ntawm qhov hluav taws xob ntawm lub roj teeb nrog 2% VC yog 4.1V, 4.2V, 4.3V, 4.4V, lub peev xwm ceev cov roj teeb tom qab 70 mus yog 98%, 98 %, 91%, 88%, feem. Hauv roj teeb nrog PES211 ntxiv, lub peev txheej tuav cia tau poob mus rau 91%, 82%, 82%, 74% tom qab tsuas yog 40 mus. Qhov tseem ceeb yog: Hauv kev sim ua dhau los, kev ua lub neej ntawm NCM424 / graphite thiab NCM111 / graphite tshuab nrog PES211 tau zoo dua qhov ntawd nrog 2% VC. Qhov no ua rau lub zog xav tias nyob hauv siab cov khoom siv nickel cov tshuab, cov khoom siv roj ntsha txuas ntxiv muaj qhov cuam tshuam zoo rau lub roj teeb lub neej.

Nws kuj tuaj yeem pom los ntawm cov ntaub ntawv saum toj no hais tias lub neej voj voog nyob rau hauv qhov hluav taws xob siab yog qhov phem tshaj qhov uas nyob hauv qhov hluav taws xob tsawg. Los ntawm cov haujlwm coj los siv rau polarization, △ V thiab tus lej ntawm lub voj voog, cov duab hauv qab no tau txais:

Nws tuaj yeem pom tias ΔV ntawm lub roj teeb tau me me thaum lub roj teeb hluav taws xob ntawm qhov hluav taws xob tsawg kawg, thiab thaum lub xov hluav taws xob nce siab dua 4.3V, ΔV nce siab thiab lub roj teeb polarization nce, uas cuam tshuam zoo rau lub roj teeb lub neej Cov. Nws kuj tseem tuaj yeem pom los ntawm daim duab tias changeV hloov hloov ntawm VC thiab PES211 yog qhov sib txawv, uas ntxiv qhov tseeb tias cov roj ntsha electrolyte sib txawv, thiab qhov kev ntsuas ntawm kev sib pauv thiab ceev ntawm lub roj teeb kuj sib txawv.

Siv txoj hauv kev isothermal microcalorimetry los txheeb xyuas qhov ntsuas cov kwv yees qhov teeb meem ntawm lub roj teeb, thiab ua kom muaj kev sib raug zoo nrog rSOC los ntawm kev rho tawm cov tsis xws li polarization, entropy, thiab parasitic heat flow, raws li qhia hauv daim duab hauv qab no:

Daim duab qhia tau hais tias saum toj ntawm 4.2V voltage, parasitic tshav kub cia li nce. Qhov no yog vim tias qhov nplaim ntawm cov hluav taws xob zoo, uas muaj hluav taws xob tsis zoo hauv cov xov hluav taws xob, nws yooj yim heev rau cov tshuaj tiv thaiv nrog cov tshuaj electrolyte. Qhov no kuj piav qhia txog vim li cas lub siab them tus nqi hluav taws xob-tso hluav taws xob, lub roj teeb muaj peev xwm tuav tau ceev dua.

3. NCM811 muaj kev nyab xeeb tsis zoo

Nyob rau hauv qhov xwm txheej ntawm tujtaws cov huab cua sov ua ntu zus, qhov haujlwm ntawm NCM811 nti nrog lub roj hluav taws xob hauv lub xeev raug foob tau siab tshaj qhov kev ua haujlwm ntawm NCM111 nti nrog electrolyte. Yog li, nws yuav nyuaj rau lub roj teeb ua los ntawm NCM811 kom dhau daim ntawv pov thawj hauv teb chaws.

Daim duab no yog kab teeb ntawm tus kheej qhov kub ntawm NCM811 thiab NCM111 nruab nrab ntawm 70 ° C thiab 350 ° C. Daim duab qhia tau tias nyob ib puag ncig 105 ° C, NCM811 pib tsim kom muaj cua sov, tab sis NCM111 tseem tsis tau pib tsim kom sov txog 200 ° C. NCM811 pib txij li 200 ° C thiab muaj cua kub tshaj li 1 ° C / min, thaum NCM111 tseem yog 0.05 ° C / min. Qhov no kuj txhais tau tias nws nyuaj rau NCM811 / graphite roj teeb kom dhau daim ntawv pov thawj kev nyab xeeb.

High nickel active cov khoom yuav dhau los ua cov khoom siv tseem ceeb rau cov roj teeb hluav taws xob muaj zog rau yav tom ntej. Yuav daws qhov teeb meem ntawm kev nrawm ntawm NCM811 roj teeb lub neej li cas? Ib qho yog txhawm rau txhim kho kev ua haujlwm ntawm NCM811 los ntawm kev hloov kho ntawm cov nplaim. Qhov thib ob yog siv cov roj ntsha electrolyte uas tuaj yeem txo qhov kev txhawm ntawm qhov txhaws ntawm ob, thiaj li txhim kho nws lub neej kev voj voog thiab kev nyab xeeb.