主要观点总结
该文章介绍了一种通过调控前驱体沉淀和锂化结晶过程,合成具有径向有序排列的高性能超高镍多晶正极的方法。该正极具有优异的电化学性能和热稳定性,解决了超高镍含量层状氧化物正极的容量退化、热不稳定性和安全风险等问题。文章还详细描述了合成过程中的关键步骤、材料特性以及实验结果。
关键观点总结
关键观点1: 合成具有径向有序排列的富镍多晶正极的重要性
这种正极材料能够解决超高镍含量层状氧化物正极的容量退化、热不稳定性和安全风险等问题,提高其电化学性能和热稳定性。
关键观点2: 合成方法
通过调控前驱体沉淀和锂化结晶过程,采用逐步控制二次颗粒生长过程的氨浓度和pH值,合成具有径向有序排列的富镍多晶正极。
关键观点3: 实验结果
在较宽的煅烧温度范围内,沿[001]方向合适的尺寸和沿(001)方向具有较大尺寸的细长前驱体一次晶粒使合成的富镍正极具有更好的径向排列结构。720℃煅烧氢氧化物前驱体制备的LiNi 0.94 Co 0.02 Mn 0.04 O 2 正极具有良好的微裂纹抑制特性、优异的电化学性能和热稳定性。
关键观点4: 研究意义
该研究阐明了径向有序前驱体的特征需求以及前驱体向氧化物的遗传规律,对高性能富镍正极的合成具有较好的参考意义。
文章预览
【研究背景】 超高镍层状氧化物正极材料因其高比放电容量和放电电压平台而成为高能锂离子电池的理想材料。然而,随着Ni含量的增加,一次晶粒随机堆积的富镍多晶正极通常会出现严重表面化学不稳定性和机械降解。一方面,处于带电状态的粒子表面高活性Ni 4+ 的数量会显著增加,引发有害的正极-电解质副反应,加速电解质的分解、氧的释放和表面重构。另一方面,富镍正极的晶体结构在脱嵌锂过程中通常会发生不可逆的相变和各向异性体积变化,在晶体的亚表面区域形成非活性相,在二次颗粒内部形成微裂纹,不仅导致活性物质的损失,还会增加电极的阻抗。这些缺陷给超高镍含量层状氧化物正极带来容量退化、热不稳定性和安全风险。 到目前为止,通过前驱体沉淀和锂化结晶过程中调节晶粒取向来构建无浓度梯度的高径向有序排列的富
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