高镍NCA、NCM及NCMA材料循环容量衰减机理研究

俎梦杨; 张梦; 李子坤; 黄令

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高镍NCA、NCM及NCMA材料循环容量衰减机理研究

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为了对比铝(Al)、锰(Mn)元素对高镍正极材料循环性能的影响,明确镍钴铝(NCA)、镍钴锰(NCM)及镍钴锰铝(NCMA)三类高镍正极材料循环稳定性的差别以及循环过程中失效机理的差异,本工作选用3种相同镍含量的NCA、NCM及NCMA高镍正极材料对其循环性能以及循环过程中三者结构变化异同点进行了研究。研究结果证实,常温下3款高镍正极材料的循环性能排序为NCA>NCMA>NCM。通过微分容量(d Q/d V)曲线、扫描电子显微镜(SEM)等分析发现,相同阶段3种材料结构破坏程度排序为NCM>NCMA>NCA,电池在循环过程中的容量衰减很大程度上源自正极材料的结构破坏;进一步对3款正极材料在不同循环阶段的电化学交流阻抗谱(EIS)进行分析,发现循环过程中正极阻抗持续增大,且阻抗的增大明显受到晶体及二次颗粒结构变化的影响,电池循环稳定性与正极材料本身结构稳定性密切相关,最终造成3款高镍正极材料循环性能的差异。通过对三者循环性能的系统性对比与分析,加深了对高镍正极材料成分-结构-性能关系的理解,对于提升高镍正极材料的稳定性研究具有重要指导作用。

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来源
《储能科学与技术》 |2023年第1期|51-60|共10页
作者
俎梦杨; 张梦; 李子坤; 黄令;
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作者单位

贝特瑞新材料集团股份有限公司;

厦门大学化学化工学院化学系;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类化学电源、电池、燃料电池;
关键词
高镍正极材料; 容量衰减; 循环稳定性; 结构变化;

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