Los científicos desarrollaron un nuevo tipo de material de cátodo ternario DE ALTO níquel

A la vanguardia de la nueva investigación de baterías de energía, el desarrollo y la preparación a gran escala de nuevos materiales de cátodo de alto níquel es particularmente urgente. Actualmente, el equipo del profesor Guo Hong DE LA Escuela de Materiales y Energía DE LA Universidad de Yunnan ha diseñado y preparado un nuevo tipo de material de cátodo ternario con alto contenido de níquel, Que se espera que se utilice en células de iones de litio y otros campos. Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista internacional "Applied Chemistry of Germany".

La importancia de los materiales del cátodo ternario DE ALTO níquel para las células de iones de litio

El desarrollo de nuevos materiales de cátodo ternario DE ALTO níquel ha atraído mucha atención debido a su alta capacidad específica de descarga, buen ciclo y estabilidad térmica. "Actualmente, los productos de este tipo disponibles comercialmente se concentran principalmente en níquel-Cobalto-manganeso litio y níquel-cobalto-aluminio litio. Sin embargo, los materiales tradicionales de cátodo ternario con alto contenido de níquel tienen poca estabilidad de ciclo, estabilidad del aire y estabilidad térmica, lo que dificulta seriamente el proceso de industrialización ", presentó el profesor Guo Hong. Las últimas investigaciones muestran que los nuevos materiales de cátodo de alto contenido de níquel formados por dopaje con elementos de estado de alta valencia no solo pueden optimizar la morfología de las partículas primarias, sino también construir un transporte de iones de litio y estructuralmente estable. Capa de superred no afectada. Esto elimina efectivamente el micro-estrés formado por partículas secundarias durante los procesos de carga y descarga, optimiza la ruta de migración de iones de litio, Y mejora eficazmente la estabilidad estructural del material del cátodo durante los ciclos de carga y descarga y los procesos de fuga térmica.

Ventajas de las nuevas células Li-ion

Por lo tanto, el equipo del profesor Guo Hong llevó a cabo un diseño preciso y controlable de la microestructura del material, y se combinó con cálculos teóricos, llevaron a cabo una investigación en profundidad sobre las barreras de dopaje de diferentes elementos y sus mecanismos de dopaje en competencia, y analizaron el grado de coincidencia y los mecanismos de interacción entre la capa de recubrimiento del conductor de iones de litio de superficie y la matriz. Luego, ensamblaron una batería de iones de litio líquido con grafito como electrodo negativo y el nuevo material del cátodo ternario con alto contenido de níquel como electrodo positivo, y evaluaron sistemáticamente la estabilidad de ciclo del material.

Los resultados muestran que el equipo de investigación preparó con éxito Litio de níquel-cobalto-molibdeno (> 90%) con una superred subterránea, titanio dopado en fase a granel, y conductor de iones de litio recubierto de superficie. Sus características estructurales únicas pueden mejorar la estabilidad de ciclo prolongado del material del cátodo desde múltiples perspectivas, en el que el nano-revestimiento puede suprimir reacciones secundarias entre el electrolito y el material del cátodo, Y las estructuras de superred pueden estabilizar eficazmente la estructura en capas delithiada, inhibiendo así la reconstrucción de la estructura en capas a la sal de roca; El dopaje de titanio puede aumentar el espaciado entre capas de la capa de litio y oxígeno y mejorar la conductividad electrónica.

"Esta innovadora estrategia de síntesis también es aplicable al desarrollo de otros nuevos materiales de cátodo de alto níquel, proporcionando un nuevo enfoque para la próxima generación de células de iones de litio con menores costos de producción, mejor estabilidad de ciclo, y una mayor densidad de energía", dijo el profesor Guo Hong.

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