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白皮书
北美电动汽车和储能系统预计将呈指数级增长，因此有必要开发强大的锂离子电池组件（尤其是阴极活性材料 (CAM)）国内供应链。NOVONIX 开发了一种创新的全干式、零废物阴极合成工艺，该工艺消除了共沉淀步骤，大大减少了用水量、废物和成本。与传统的阴极合成路线相比，该方法简化了生产流程、减少了单元操作并降低了功耗，可将资本支出强度降低 30%，加工成本（不包括原料）降低近 50%。NOVONIX 通过全干式、零废物工艺合成的单晶 LiNi 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 O 2 (NMC622) 表现出与商业生产的单晶 NMC622 相当的电化学性能。全电池测试表明具有竞争力的放电容量 (Q d )、首次循环效率 (FCE)、气体释放和长期循环稳定性。这些结果表明，全干式、零废弃工艺可生产高品质 NMC CAM，同时具有显著的环境和经济优势。进一步探索和应用该技术到其他阴极化学中，可能在开发可持续且具有成本效益的国内和全球锂离子电池供应链方面发挥关键作用。
通过在聚合物陶瓷电解质中原位创建快速 Li+ 传输途径来改善室温锂金属电池性能
复合聚合物陶瓷电解质结合了聚合物和陶瓷的优点，在高能量密度锂金属电池中表现出了巨大的潜力。然而，低离子电导率和与电极的接触不良限制了它们的实际应用。在这项研究中，我们开发了一种高导电性和稳定性的复合电解质，该电解质具有高陶瓷负载量，可用于高能量密度锂金属电池。该电解质通过原位聚合生产，由聚偏氟乙烯/陶瓷基质中的一种名为聚-1,3-二氧戊环的聚合物组成，具有出色的室温离子电导率（1.2 mS cm − 1），并且在 1500 小时内与锂金属具有高稳定性。在 Li|电解质|LiFePO 4 电池中测试时，该电解质在室温下具有出色的循环性能和倍率能力，在 1 C 下 500 次循环后的放电容量为 137 mAh g −1。此外，该电解质不仅表现出 0.76 的高 Li + 迁移数，而且显着降低了与电极的接触电阻（从 157.8 降至 2.1 𝛀）。当在具有高压 LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 正极的电池中使用时，可实现 140 mAh g −1 的放电容量。这些结果展示了复合聚合物陶瓷电解质在室温固态锂金属电池中的潜力，并提供了设计具有电极兼容界面的高导电性陶瓷内聚合物电解质的策略。
全稳态锂金属电池的锂阳极层间设计
所有固定状态锂金属电池（ASSLB）由于其高能量密度和高安全性而引起了人们的兴趣。然而，由于对机制的理解不足，LI树突生长和高界面耐药性仍然具有挑战性。在这里，我们开发了两种类型的多孔菌丝中间层（Li 7 N 2 I –碳纳米管和Li 7 N 2 I – Mg），以使Li能够在Li/Interlayer界面处的LI板，并可逆地渗透到多孔的层中。实验和仿真结果表明，岩石性，电子和离子电导率以及层间的孔隙率的平衡是以高容量稳定的LI板板/剥离的关键促进器。一个微调的LI 7 N 2 I –碳纳米管中间层使LI/LNI/LI对称细胞在25°C时在4.0 mAh cm -2下实现4.0 mA cm -2的高临界电流密度； the Li 7 N 2 I–Mg interlayer enables a Li 4 SiO 4 @LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 /Li 6 PS 5 Cl/20 µm-Li full cell to achieve an areal capacity of 2.2 mAh cm −2 , maintaining 82.4% capacity retention after 350 cycles at 60 °C at a rate of 0.5 C. The interlayer design principle opens opportunities to develop safe and high energy ASSLBs.
白皮书
北美电动汽车和能源存储系统的指数增长需要开发锂离子电池组件的强大的国内供应链，尤其是阴极的活动材料（CAM）。Novonix开发了一种创新的全简洁，零浪费的阴极合成过程，该过程消除了共同的步骤，大大降低了用水，废物和成本。这种方法简化了生产流，减少单位运营并降低功耗，与常规阴极合成路线相比，资本费用强度的降低30％，降低了近50％（不包括原料）处理成本。Novonix的单晶Lini 0.6 MN 0.2 CO 0.2 O 2（NMC622），通过全干，零浪费的过程合成，表现出与商业产生的单晶NMC622的可比较的电化学性能。全细胞电池测试表明有竞争力的排放能力（Q D），第一周期效率（FCE），气体演化和长期循环稳定性。这些表明，全干，零浪费的过程对于产生高质量的NMC凸轮是可行的，同时具有重要的环境和经济优势。该技术在其他阴极化学中的进一步探索和应用可能在开发锂离子电池的可持续和成本效益的国内和全球供应链中发挥关键作用。
材料层面的直接回收 - JuSER
直接回收是实现废旧锂离子电池 (LIB) 循环经济的关键技术。对于正极活性材料 (CAM)，它被认为是当前回收技术中最紧密的闭环和最有效的方法，因为它只是通过重新锂化和重建老化的 CAM 来进行，而不是将它们分离成元素成分。在本研究中，通过模拟原始 CAM 合成的条件来恢复基于 LiNi 0.83 Co 0.12 Mn 0.05 O 2 (NCM-831205) 的废旧 CAM，即形态和结构分解的 CAM。在评估和优化 CAM 恢复的高温持续时间和随后的清洗程序后，回收的 CAM 显示出保持多晶性和振实密度，成功恢复比表面积、锂含量、表面和本体的晶体结构，但仅部分恢复原始的二次粒度和形状。虽然在最初的 100 次充电/放电循环中，锂离子电池中的原始 CAM 可与原始 CAM 相媲美，但随后的电阻增加和容量衰减仍然是一个挑战。回收过程中的高温可视为材料层面的一个关键挑战，因为它不仅会促进残留炭黑中有害的表面碳酸盐物种，还会通过氧气释放增强阳离子无序性和微/纳米孔隙率，这很可能发生在脱锂、因此热稳定性较差的循环 NCM 区域。
锂离子电池正极材料
摘要：我们利用飞行时间二次离子质谱 (TOF-SIMS) 和 X 射线光电子能谱 (XPS) 结合电化学技术对循环高镍（LiNi 1-x M x O 2 ，M = 金属）、富锂（Li 1+x Mn y M 1-xy O 2）和高压尖晶石（LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 ）电极进行了全面研究，以更好地了解它们在循环过程中阴极-电解质中间相 (CEI) 结构的变化。TOF-SIMS 提供有关每个电极表面膜含量的碎片特定信息。高镍正极显示出厚的表面膜，最初含有 Li 2 CO 3，随后在循环过程中形成氧化有机碳酸盐。富锂电极表面膜在首次活化循环期间会形成强特性，其中释放的 O 2 会氧化有机碳酸酯形成聚合碳并分解 LiPF 6 。高压尖晶石电极在标准电解质稳定性窗口之外运行，产生活性氧化电解质物质，进一步分解 LiPF 6 。通过 TOF-SIMS 测量这些不同化学碎片的分布和浓度，最终通过循环高镍、富锂和高压尖晶石电极的彩色高分辨率图像进行总结。
离子液体•'定向纳米孔tinb2o7阳极与...
纳米多孔锡2 O 7（nptno）材料通过用离子液体（IL）作为指导温度的纳米多孔结构合成的溶胶 - 凝胶方法。nptno即使以50°C的充电速率，在5 c时为1000个周期和lini 0.5 mn 1.5 o 4-耦合的全细胞容量重新构成的全细胞能力接力为81％和87％的87％和87％cass in 1000 cycles at 1 c cycles at 1 c cycles at 1 c cycles nptno的高可逆能力为210 mAh g –1。 对1000个循环的NPTNO电极的研究表明，IL指导的介孔结构可以增强NPTNO细胞的可环性，这是由于缓解了重复的机械应力和由重复的LI +插入 - 插入 - 攻击过程引起的重复性机械应力和体积波动。 测得的LI +扩散系数从Galvanostatic间歇性滴定技术中表明，IL-启动策略确实确保了基于快速LI +扩散动力学的NPTNO细胞的快速再核能。 受益于纳米多孔结构，具有未阻碍的Li +扩散途径的NPTNO在基于钛基的氧化物材料中实现了Supe-rior速率能力，并且在TNO材料中具有最佳的全细胞环环性。 因此，证明了IL的模板潜力，并且出色的电化学性能确立了IL定向的NPTNO作为可快速回流LIB的有前途的阳极候选者。nptno的高可逆能力为210 mAh g –1。对1000个循环的NPTNO电极的研究表明，IL指导的介孔结构可以增强NPTNO细胞的可环性，这是由于缓解了重复的机械应力和由重复的LI +插入 - 插入 - 攻击过程引起的重复性机械应力和体积波动。测得的LI +扩散系数从Galvanostatic间歇性滴定技术中表明，IL-启动策略确实确保了基于快速LI +扩散动力学的NPTNO细胞的快速再核能。受益于纳米多孔结构，具有未阻碍的Li +扩散途径的NPTNO在基于钛基的氧化物材料中实现了Supe-rior速率能力，并且在TNO材料中具有最佳的全细胞环环性。因此，证明了IL的模板潜力，并且出色的电化学性能确立了IL定向的NPTNO作为可快速回流LIB的有前途的阳极候选者。
使用NCM上的薄阳离子聚合物涂层在LI 6 PS 5基于5 Cl的固态电池中减轻接触损失
硫代磷酸盐基固态电池（SSB），具有高尼克三元阴极材料（例如Lini 0.83 CO 0.83 CO 0.11 MN 0.06 O 2（NCM））代表了有希望的下一代储能技术，原因是他们的预期高特定排放能力和改善的安全性。然而，通过相间通过相间的接触损失和细胞循环过程中的裂纹形成引起的快速衰减是一个显着的问题，阻碍了稳定的SSB循环和高能密度应用。在这项工作中，通过喷雾干燥过程获得了聚（4-乙烯基苯基苯基）三甲基铵双Bis（Tri-furomethanesulfonylimide）（NCM上的三甲基甲硫化液）（pvbta-tfsi））。NCM上仅2-4 nm厚度的极薄阳离子聚合物涂层有助于稳定NCM和LI 6 PS 5 Cl固体电解质（SE）之间的界面。电化学测试证实了长期循环性能和主动质量利用的显着改善。另外，聚合物涂层有效地抑制了NCM/SE界面的降解，尤其是氧化物种的形成，并降低了颗粒裂纹的程度。总体而言，这些结果突出了一种新的方法，可以使用SSB的NCM上的阳离子聚合物涂层来减轻SSB降解。
T形血管分叉的4D生物制作使用陶瓷氧化物核心壳颗粒揭示粉末气溶胶沉积法的沉积机理
粉末气溶胶沉积（PAD）方法是在室温下完全生产陶瓷纤维的过程。由于Akedo在1990年代后期的第一份报告以来，已经进行了许多研究以揭示沉积过程的确切机制。但是，它仍然没有完全理解。这项工作使用Core -Shell颗粒应对这一挑战。研究了带有SIO 2壳的两个涂层氧化物Al 2 O 3核心和Lini 0.6 Mn 0.2 CO 0.2 CO 0.2 O 2带有Linbo 3壳的核心。最初，粉末的元素比：si和ni：ni：NB由能量分散性X射线光谱（EDX）确定。在第二步中，研究了沉积后Al：Si和Ni：Nb的元素比率的变化。从粉末到膜的元素比强烈向壳元素转移，表明颗粒断裂，仅沉积颗粒的外部。在最后一步中，这项工作研究了通过扫描透射电子显微镜（STEM与EDX结合和能量选择性的后散射电子（ESB）检测器结合使用的沉积纤维的横截面，以揭示纤维本身内的元素分布。因此，以下整体情况出现：颗粒对基板的影响或先前沉积的粒子，断裂，只有一小部分源自构成撞击粒子外部的撞击颗粒。
b' 对锂离子电池的技术需求快速增长，促使人们开发具有高能量密度、低成本和更高安全性的新型正极材料。高压尖晶石 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO) 是尚未商业化的最有前途的候选材料之一。这种材料的两个主要障碍是由于高工作电压导致的较差的电子电导率和全电池容量衰减快。通过系统地解决这些限制，我们成功开发出一种厚 LNMO 电极，面积容量负载高达 3 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2 。优化的厚电极与纽扣电池和袋式电池级别的商用石墨阳极配对，在 300 次循环后，全电池容量保持率分别高达 72% 和 78%。我们将这种出色的循环稳定性归功于对电池组件和测试条件的精心优化，特别注重提高电子电导率和高压兼容性。这些结果表明，精确控制材料质量、电极结构和电解质优化很快就能支持基于厚 LNMO 阴极（> 4 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2）的无钴电池系统的开发，这最终将满足下一代锂离子电池的需求，降低成本，提高安全性，并确保可持续性。'
b' 对锂离子电池的技术需求快速增长，促使人们开发具有高能量密度、低成本和更高安全性的新型正极材料。高压尖晶石 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO) 是尚未商业化的最有前途的候选材料之一。这种材料的两个主要障碍是由于高工作电压导致的较差的电子电导率和全电池容量衰减快。通过系统地解决这些限制，我们成功开发出一种厚 LNMO 电极，面积容量负载高达 3 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2 。优化的厚电极与纽扣电池和袋式电池级别的商用石墨阳极配对，在 300 次循环后，全电池容量保持率分别高达 72% 和 78%。我们将这种出色的循环稳定性归功于对电池组件和测试条件的精心优化，特别注重提高电子电导率和高压兼容性。这些结果表明，精确控制材料质量、电极结构和电解质优化很快就能支持基于厚 LNMO 阴极（> 4 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2）的无钴电池系统的开发，这最终将满足下一代锂离子电池的需求，降低成本，提高安全性，并确保可持续性。'