电极材料晶体学、材料宏观结构及材料电化学性能三者间的关系错综复杂,跨越由微观到宏观多个尺度。从原子尺度出发,材料循环过程中引发的Ni-Li反位点缺陷被认为是NMC811颗粒间碎裂的主要原因,这种由晶体结构变化引起的初级颗粒位错会进而导致次级颗粒间出现裂痕,最终使得材料在充放电过程中层间距增大,块体碎裂,失去电接触。而Mn元素的引入可以大大提高Ni在晶格中的稳定性,但Mn在循环中的溶解现象是否会对NMC811电池产生影响,又是否是材料出现裂痕的根源呢?近日,伦敦大学学院的Paul R. Shearing教授在Advanced Energy Materials期刊上发表了题为“Identifying the Origins of Microstructural Defects Such as Cracking within Ni-Rich NMC811 Cathode Particles for Lithium-Ion Batteries”的文章。该工作深入研究了不同尺度下高镍三元正极材料(NMC811)在组装、充放电等各过程的碎裂机理,从极片水平出发,进而深入至颗粒水平,分析初级/次级颗粒及电极材料界面的接触性和循环过程中颗粒内部和颗粒间Ni,Co,Mn含量变化等角度出发,探寻材料缺陷及颗粒裂痕出现的根源。
Identifying the Origins of Microstructural Defects Such as Cracking within Ni-Rich NMC811 Cathode Particles for Lithium-Ion Batteries (Advanced Energy Materials,2020, DOI: 10.1002/aenm.202002655)文献链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202002655清新电源投稿通道(Scan)