Liu等人研究了NCM為523、433的正極材料與碳負(fù)極材料組成全電池的循環(huán)性能。NCM532相對(duì)于433有高的比容量,它們分別為167mA·h·g-l和162mA·h·g-1[在
2.7~4.3V(相對(duì)于Li/Li+)]。雖然比容量相差僅幾毫安時(shí)每克,但低鎳含量的433有更好的循環(huán)性能。三個(gè)電池容量保持率在80%時(shí)的循環(huán)次數(shù)都超過(guò)2000次,當(dāng)負(fù)極/
正極的容量比=1.19時(shí)(NCM433),容量保持率會(huì)更好,這說(shuō)明電池的設(shè)計(jì)對(duì)于提高電池的循環(huán)性能也是非常重要的。他們認(rèn)為433性能好的原因是:LifNi混排的比例更
小;循環(huán)過(guò)程中活性材料損失小;電池設(shè)計(jì)更合理。通過(guò)對(duì)三個(gè)電池交流阻抗譜的研究發(fā)現(xiàn),NCM433循環(huán)2000次時(shí)阻抗增加最小,也說(shuō)明正極的陽(yáng)離子溶解最小,負(fù)極的SEI膜增長(zhǎng)最小。這些主要還是由于Ni含量低,陽(yáng)離子混排比例小,結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

    對(duì)于常規(guī)NCM523材料微調(diào)Co、Mn含量也可以改進(jìn)材料的循環(huán)性能。Hyoung-GeunKim的研究結(jié)果表明,在NCM523材料的基礎(chǔ)上,Ni含量保持不變,Co減少0.04,Mn增加0.04,可以有效改進(jìn)材料高溫高電壓條件下的循環(huán)性能和熱穩(wěn)定性。這主要是由于增加非活性的Mn4+,穩(wěn)定了材料的層狀結(jié)構(gòu)。

    在相同電壓范圍,三元材料隨著Ni含量的增加比容量增加,與三元材料的能帶分布有關(guān)??梢钥闯?,Co和O的能帶重疊大于Ni和0的充疊,在充電過(guò)程中,Ni2+先氧
化生成Ni針,Ni針又先于C03+生成+4價(jià),所以在相同電壓范圍,高鎳三元材料比容量高于低鎳三元材料。但由于Ni,+/4+和Co,+7針與0有能帶重疊,所以在高脫鋰狀態(tài),晶格0會(huì)從晶格中脫出,造成高氧化態(tài)的M4+趨于形成M3+而導(dǎo)致循環(huán)性能變差。

 
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