鋰離子電池三元層狀氧化物正極材料失效模式分析
陳曉軒; 李晟; 胡泳鋼; 鄭時堯; 柴云軒; 李東江; 左文華; 張忠如; 楊勇 廈門大學固體表面物理化學國家重點實驗室; 化學與化工學院化學系; 福建廈門361005; 德國尤里希研究所(IEK-9); 德國尤里希D-52425
關鍵詞：鋰離子電池 三元正極材料 失效現象 老化機理 表界面行為
摘要：鎳鈷錳三元層狀氧化物(NCM)正極材料由于其優越的綜合性能在動力/儲能電池系統(ESS)領域得到廣泛應用。雖然Ni含量的增加可提高三元材料的比容量及電池的能量密度,但相關電池體系的容量保持率和安全性將會變差。如何有效解決該矛盾是此類NCM電池所面臨的關鍵問題。本文從NCM電池體系循環過程中常見的體相結構破壞和正極-電解液界面組成改變兩方面失效現象出發,結合近年來國內外對NCM失效模式研究中所提出的新理論、方法、應用,從機械破壞、結構演變、電化學極化、化學副反應、正負極協同效應等多個角度對NCM材料的衰退機理提出見解,對指導電池用戶合理制定充放電協議、緩解電動汽車(EV)里程焦慮乃至材料設計本身均有重要的指導及借鑒意義。
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