Was ist Phasentrennung in der positiven Elektrode von Hochspannungs-Spinell-Lithium-Ionen-Batterien?

Durch Spinell-Lithium-Nickel-Mangansäure von Hochspannungs-Anoden-lithium-ionen-batterien dargestellt, weisen sie eine hohe Kapazität, niedrige Kosten, geringe Umweltgefahren und Sicherheit mit starken Vorteilen auf, wie beispielsweise die Erlangung der Anerkennung der Batterieindustrie. In Bezug auf die Grundtheorie ist das tiefe Verständnis der Festphasentrennung der Elektrode zur grundlegenden Lösung dieses Materials von großer Bedeutung für die Stabilität der intrinsischen Defekte. Aus praktischer Sicht ist die Phasentrennung im tatsächlichen Verhalten der porösen Verbundelektrode und der Größeneffekt von Nickel- und Mangansäurelithium, die Regulierung und Kontrolle der Korrelationsanpassung der Kristall- und Oberflächenpassivierungsmembran die grundlegende Forschung und praktische Anwendung der Kombination der ideale Methode. Die Idee muss jedoch fortgeschrittene Charakterisierungsmethoden erreichen können.

Die kanadische Lichtquellen-energiespeichergruppe Zhou Ji Gang Dr. Wang und Xiamen, chemische Bildgebungslinie, stehen in enger Zusammenarbeit mit dem Professor für Technologie und dem Professor der Universität Harbin, Haitao Fang, in enger Zusammenarbeit, innovativ in Bezug auf Elemente und Selektivität, chemische und elektronische Strukturempfindlichkeit der Übertragung X- Ray-Scanning-Mikroskopie (STXM) zur Untersuchung des Phasentrennungsverhaltens in der porösen Elektrode. Forscher zum ersten Mal durch den Arbeitszyklus der komplexen Verbundelektrode und nach langer Lagerung einer Vielzahl der Korrelation des Phasentrennungsphänomens der nanoskaligen Visualisierung. Nach der Phasentrennung ist die Elektrode nicht gleichmäßiger als vorhergesagt. Dies ist keine Gleichmäßigkeit und Spinellgröße, Kristallstruktur, Oberflächenpassivierung hat eine enge Korrelation.

Die Studie ergab, dass zum ersten Mal traditionell angenommen wird, dass nur beim schnellen Laden und Entladen der Phasentrennung keine Gleichmäßigkeit unter der Bedingung der ungefähren stationären Reaktion erreicht werden kann. Die Ergebnisse zum weiteren Verständnis wichtiger Elektrodenprozesse der Phasentrennung sind von großer Bedeutung. Diese Methode kann auf andere Elektrodensysteme ausgedehnt werden, mit denen der Reaktionsmechanismus, der Dämpfungsmechanismus usw. untersucht werden.

Die Phasentrennungsbildgebung erfolgt für jedes Pixelelement-Absorptionsspektrum unter Verwendung einer einphasigen spektralen Zerlegung der Anpassung. Die Arbeit basiert auf der Hauptkomponentenanalyse (PCA) für jede einzelne Phase (Ni4-entsprechende voll geladene Fazies, Ni3 + + Gegenstück, Ni2 + -Reduktionsphase entspricht der vollständig wiederhergestellten Phase). Mit PCA kann das menschliche Versagen vermieden werden, eingeführtes externes Standardspektrum Dadurch wird die Phasentrennung der Bildgebung genauer und zuverlässiger. In Abbildung c wird PCA verwendet, um drei Arten von entsprechenden Ni-Absorptionsspektren zu erhalten. Die Höhe der Inhomogenität der Phasentrennung in Abbildung b ist gut zu erkennen, dass die Phasentrennung an erster Stelle in Richtung der Elektrodendicke ungleichmäßig ist. Zweitens existiert die Phasentrennung innerhalb eines einzelnen Elektrodenpartikels. Die Verteilung ist zwischen verschiedenen Elektrodenpartikeln unterschiedlich, und die Partikelmorphologie und -größe haben alle Einfluss auf die Phasentrennung.

Der Autor fand heraus, dass die überwiegende Mehrheit der vollständig wiederhergestellten Phase (Ni2 +) in der Oberfläche der Elektrodenpartikel vorhanden ist, nur eine vollständige Elektrode in der Ni2 + -Phase vorhanden ist, deren Spektrum und Form sich jedoch in der Ni2 + -Phase auf der Oberfläche der Elektrode unterscheidet Partikel. Das Ergebnis zeigt, dass die Oberfläche des Ni2 + während des Lade- und Entladezyklus der erzeugten Oberflächenpassivierungsschicht eine Hochspannungsanode aufweisen sollte. Sie fanden durch weitere Beobachtung heraus, dass größere Partikel die Oberfläche der Elektrodenpassivierungselektrodenpartikel innerhalb der vollen Ladung gut schützen können. Wiederum wird diese Trennung nicht gleichmäßig unter den experimentellen Bedingungen von langsam erreicht, daher sollte das Verhalten der Reaktionsthermodynamik den intrinsischen Eigenschaften von Elektrodenpartikeln entsprechen, einschließlich Oberflächendefekten, Elementtrennung usw. Relevante Arbeiten, veröffentlicht in Chemical Communications.

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