英國(guó)研究大氣對(duì)鋰離子電池的影響 最大限度利用儲(chǔ)能電池的關(guān)鍵
時(shí)間:2020-12-08 09:01來(lái)源:微鋰電 作者:綜合報(bào)道
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英國(guó)的科學(xué)家研究了暴露于周?chē)髿鈱?duì)鋰離子電池鎳錳鈷陰極的影響。盡管許多陰極設(shè)計(jì)對(duì)濕氣敏感，但該小組發(fā)現(xiàn)，目前獲得市場(chǎng)份額的富鎳陰極特別脆弱，并且暴露于空氣中的濕氣會(huì)遭受不可逆的功率損耗。
由英國(guó)沃里克大學(xué)（Warwick University）領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家調(diào)查了生產(chǎn)或儲(chǔ)能過(guò)程中暴露于大氣中的環(huán)境對(duì)富鎳陰極的影響，發(fā)現(xiàn)保持材料無(wú)水分是最大限度地利用最終將要使用的電池的關(guān)鍵。
在很大程度上，由于鈷供應(yīng)鏈的擔(dān)憂和不穩(wěn)定，電池制造商正越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向無(wú)鈷或“富鎳”設(shè)計(jì)，通常使用80%的鎳、10%的錳和10%的鈷(NMC 811)。由于濕氣對(duì)許多陰極結(jié)構(gòu)都是一個(gè)問(wèn)題，華威大學(xué)的研究人員著手研究NMC-811材料中濕氣可能觸發(fā)的機(jī)制，并確定在制成電池之前制造和存儲(chǔ)陰極的理想條件。
華威大學(xué)的一組人員將陰極暴露在不同的溫度和濕度下，然后使用一系列測(cè)試和成像技術(shù)分析其電池性能。該研究在Electrochimica Acta上發(fā)表的論文“環(huán)境儲(chǔ)能條件對(duì)鋰離子電池NMC-811陰極的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響”中進(jìn)行了描述。
與對(duì)照樣品相比，兩個(gè)陰極均“處于暴露狀態(tài)”，而其他陰極在暴露于濕氣后烘干后，其初始容量降低，循環(huán)性能下降。該小組將其歸結(jié)為暴露在大氣中后材料中氧化物和碳酸鹽的形成，然后不可逆地降低了離子和電導(dǎo)率。
沃里克大學(xué)的梅拉妮·洛夫里奇解釋說(shuō)：“雖然眾所周知，這里的水分是有問(wèn)題的，但我們將確定最佳的儲(chǔ)能條件，以減輕電池性能的不必要的過(guò)早退化。”這些措施對(duì)于提高處理能力并最終保持性能水平至關(guān)重要。這也與其他富含Ni的系統(tǒng)（例如NCA材料）有關(guān)。”
盡管電池制造商充分意識(shí)到需要使正極材料免受潮氣和大氣的影響，但了解引起問(wèn)題的機(jī)理對(duì)于開(kāi)發(fā)潮氣穩(wěn)定的材料或?yàn)镹MC-811正極的存儲(chǔ)和制造確定理想條件非常有用。
這項(xiàng)研究中的陰極暴露了28天，研究人員說(shuō)這與制造工廠中可以看到的實(shí)際存儲(chǔ)時(shí)間保持一致。但是，他們的下一階段研究將集中于短期濕氣暴露的影響，從而為NMC電池制造中的工藝和材料優(yōu)化帶來(lái)更多潛力。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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