聯系我們  |  網站地圖  |  English   |  移動版  |  中國科學院 |ARP
        首頁 簡介 管理部門 科研部門 支撐部門 研究隊伍 科研成果 成果轉化 研究生教育 黨建與創新文化 科普 信息公開 OA系統
        科研動態
        上海硅酸鹽所在超快鈉存儲...
        《計算材料學(英文)》和...
        上海硅酸鹽所牽頭2項國家...
        上海硅酸鹽所牽頭1項國家...
        上海硅酸鹽所等在準一維層...
        上海硅酸鹽所組織召開“人...
        上海硅酸鹽所在3D打印碳化...
        上海硅酸鹽所牽頭2項國家...
        上海硅酸鹽所研制的無容器...
        上海硅酸鹽所在氧化鋯透明...
        上海硅酸鹽所牽頭2項國家...
        上海硅酸鹽所牽頭2項國家...
        上海硅酸鹽所在含氧陰離子...
        上海硅酸鹽所鈦酸鋇基鐵電...
        上海硅酸鹽所在電化學精煉...
        現在位置:首頁>新聞動態>科研動態
        上海硅酸鹽所等在過渡金屬氧化物正極材料研究方面取得新進展
        發布時間: 2022-07-18 09:59 | 【 【打印】【關閉】

          過渡金屬層狀氧化物(如LiNi1-x-yCoxMnyO2、LiCoO2)憑借高電壓、高可逆容量等優點,在鋰離子電池正極材料領域取得廣泛的應用。在反復充放電過程中正極材料顆粒由表及里發生副反應造成活性物質不可逆相變,導致容量降低和循環衰減,當前研究主要通過提升材料界面穩定性,來改善不同測試條件下的電化學性能。如何獲得界面結構穩定的過渡金屬氧化物正極材料是高能量密度鋰離子儲能體系必須解決的問題。中國科學院上海硅酸鹽研究所先進材料與新能源應用研究團隊與北京大學共同合作研究,提出新的界面穩定策略,在過渡金屬氧化物正極材料研究中取得系列進展。

          從中國傳統瓷器藝術品裂紋釉中獲得靈感,通過有機氟酸(四氟對苯二甲酸C8H2F4O4)刻蝕處理并結合高溫煅燒制備出金屬氟化物在一次/二次顆粒界面均勻包覆改性的LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2正極。該方法顯著抑制材料晶間裂紋生長,提升了材料的長循環穩定性(25 °C,100%@400圈;60 oC,97%@200圈)。該方法也可以擴展應用至其它過渡金屬氧化物正極材料體系,研究成果以“Amorphous fluorine glaze for crack-free nickel-rich layered cathode grains under electrochemical cycling”為題發表于Chemical Engineering Journal期刊,文章鏈接為https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135227。

          隨著鋰離子電池儲能體系向高緯度、高海拔地區等應用場景的拓展,對正極材料的低溫性能提出更高要求。通過一種新穎且簡便的軟化學法在LiCoO2表面上均勻包覆一層厚度約為5 nm的非晶磷酸鋯層,可有效改善其在低溫環境的使用性能。得益于較高的界面相容性和更小的極化程度,改性材料在-25 °C和4.6 V下表現出179.2 mAh g-1的高可逆比容量和優越的循環穩定性(91%@300圈)。通過EIS阻抗、接觸角、GITT和TEM表征,證明改性材料表面的非晶包覆層對構建浸潤性好、離子電導率高和穩定性強的固液電解質界面具有積極效果。研究成果以“Constructing Robust Cathode/Electrolyte Interphase for Ultrastable 4.6 V LiCoO2 under -25 °C”為題發表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊,文章鏈接為https://doi.org/10.1021/acsami.2c02818。

          該系列研究的第一作者分別是上海硅酸鹽所博士生董行和碩士生葉斌,通訊作者為董武杰助理研究員和黃富強研究員。該工作得到國家自然科學基金項目、國家博士后基金項目、上海市自然科學基金和上海市科技創新行動計劃等項目的資助和支持。

        改性LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2材料的制備示意圖和形貌表征

        高鎳材料的電化學性能測試

        改性LiCoO2的制備示意圖和基本表征

        鈷酸鋰材料的電化學性能測試

        版權所有 中國科學院上海硅酸鹽研究所 滬ICP備05005480號-1
        長寧園區地址:上海市長寧區定西路1295號 電話:86-21-52412990 傳真:86-21-52413903 郵編:200050
        嘉定園區地址:上海市嘉定區和碩路585號  電話:86-21-69906002 傳真:86-21-69906700 郵編:201899
        18禁超污无遮挡无码免费动态图