研究小组或电化学能源转换和存储,部门,或化学与材料科学,学校工程,阿尔托大学,P.O。Box 16100,FI-00076,芬兰B LUT大学,Yliopiston Cat 34,53850,芬兰C Labratoire Matim,大学。 1, Uppsala, 75121, Sweden f TOFWERK AG, Schoore Streets 39, 3645, Thun, Switzerland g European Commission, Joint Research Centre (JRC) Pettes, Netherlands 54a i National Institute of Chemistry, Department of Materials Chemistry, Hajdrihova 19, 1000, Ljubljana, Slovenia j National Physical Laboratory (NPL), Hampton Road,泰丁顿,TW11 0LW,英国k Die Physikalisch-Technische Bundstant,德国,机构 - 技术邦德斯塔尔,D-38116,德国邦迪,德国Box 16100,FI-00076,芬兰B LUT大学,Yliopiston Cat 34,53850,芬兰C Labratoire Matim,大学。 1, Uppsala, 75121, Sweden f TOFWERK AG, Schoore Streets 39, 3645, Thun, Switzerland g European Commission, Joint Research Centre (JRC) Pettes, Netherlands 54a i National Institute of Chemistry, Department of Materials Chemistry, Hajdrihova 19, 1000, Ljubljana, Slovenia j National Physical Laboratory (NPL), Hampton Road,泰丁顿,TW11 0LW,英国k Die Physikalisch-Technische Bundstant,德国,机构 - 技术邦德斯塔尔,D-38116,德国邦迪,德国
瑞士联邦材料科学技术实验室(EMPA)的科学家的这份新报告强调,与(1)和(2)相关的容量损失可以通过创建人工阴极电解质相(CEI)层来减轻。他们使用分子层沉积(MLD)将岩石酮层直接生长到多孔的NMC811粒子电极上。在这项工作中,将岩石酮层与锂丁氧化锂(Liotbu)和乙二醇作为前体沉积,在Arradiance Gemstar TM TM XTM XT-P反应器中,偶联,与Argon-Flove Box偶联,在低反应器温度下,以避免了电极温的热降解。在基于Si晶片的高射线比结构上的膜厚度覆盖率从210nm线性下降到20:1纵横比的30-40Nm,这是尝试对该技术进行商业化的重要工程变量。尝试在实际电极上,碳颗粒的聚集(以NMC811颗粒之间提供电子接触)阻碍了MLD均匀的生长,从而导致岩石酮覆盖率较小。
最近,富含Ni的过渡金属氧化物(Lini X Mn Y Co Z O 2 Ni-Rich NMC,X $ 0.7)已获得对锂离子电池(LIB)的兴趣,主要是由于它们的高特征率较高的c速率(最高220 mA H G-G-g-1)和较低的成本。1,2 LINI 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 O 2(NMC811)和其他富含Ni的层次氧化物的发展使它们可以在电动汽车Libs中用作阴极材料。3传统上,NMC811电极是使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂产生的,该溶剂既有毒又昂贵。4为了追求NMC811电极的更可持续和绿色的生产,已经研究了水基加工。但是,这带来了挑战。5 - 7例如,在水加工过程中,可以去除颗粒表面上的碳酸锂残留物。8然而,据报道,富含Ni的NMC材料可以与水反应
图 2. 在锂/聚合物电解质/阴极电池格式中减少阳极处过量锂的影响。 (A、C) 凝胶聚合物电解质和干 PEO+LiTFSi 电解质的充电/放电电压曲线,分别具有厚(~600 µm)锂阳极。 (B、D) 凝胶聚合物电解质和干 PEO+LiTFSi 电解质的充电/放电电压曲线,分别具有薄(~13 µm 厚)锂阳极。 阴极是 NMC811,含炭黑,PEO+LiTFSi 作为粘合剂和阴极电解液。 使用的电流密度为 C/20(C 速率基于 NMC811 的 200 mAh/g 容量计算,直至 4.3 V vs. Li/Li + )。 电压限制为 3.0 - 4.3 V。 所有循环均在 70 °C 下进行。 (E) 放电容量,标准化为第一次循环的放电容量,作为循环数的函数。注意:厚 Li|Gel PE|NMC811 电池随后短路,因此仅显示五个数据点(如 a 所示)。
摘要:由4 V类氧化物阴极活性材料(CAM),无机固态电解质(SE)和锂金属阳极组成的全稳态电池(ASSB)被认为是储能技术的未来。迄今为止,除了阳极处的已知树突问题外,由于SE的氧化降解和SE和CAM之间的氧化性降解以及机械完整性的丧失,阴极不稳定性被认为是ASSB发育中最重要的障碍。在本研究中,我们通过开发具有两个关键设计元素的复合阴极结构来解决这些挑战:(1)具有高氧化稳定性的HALIDE SE,可以直接使用未涂层的4 V类CAM和(2)单晶(SC)凸轮以消除与体积变化和机械性不稳定相关的跨层间裂纹。我们展示了在此类ASSB细胞上的表现出色的性能,并结合了未涂层的SC-Lini 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 O 2(NMC811)CAM,A LI 3 YCL 6(LYC)SE(LYC)SE和合金阳极中的LI-李 - 在C/5的高排放能力为170 mAh/g,在C/5的能力下,在C/5的能力下,几乎是90%的1000 cyc cyceles 1000 cycles 1000 cycles。通过对多晶和单晶NMC811复合阴极的比较研究,我们揭示了在后一种细胞设计中实现这种稳定循环的工作机制。该研究强调了正确的阴极复合设计的重要性,并为表现更好的ASSB细胞的未来发展提供了关键的见解。i
6K Energy Tennessee,LLC(6K)提议构建等离子低成本的超级可持续阴极活动材料(PlusCAM)项目。6K PlusCAM项目的目标是证明在2025年准备在2025年使用其专利的6KUnimelt®微波等离子体处理技术生产的工厂中,可以在国内生产多种电池化学的能力。该设施将可持续生产NMC811,产生零危险废物(氨/硫酸盐)和温室气体(GHG)的70%,同时仅使用10%的水和传统电池材料生产方法使用的能量的30%。两种材料的生产成本将低于来自中国的材料。6K的项目需要为新的锂离子电池提供额外的关键材料,从而减少了全国性空气污染物和人为引起的温室气体的总体排放。一旦运营,该设施将产生足够的材料每年提供100,000多个电动汽车(EV)。(此数量仅是一个近似值,并且取决于电动电气电池的规格和客户需求。重要的是要注意,并非所有产品都会分配给电动电池电池)。DOE的行动是为6K提供50,000,000美元的联邦成本份额,达到177,808,345美元的总项目价值。
揭示了稀有地掺杂的Yttrium Iron石榴石的宽带Terahertz Faraday旋转机制Q.D.Xie,Z.C。 bin,T.Y。 Zhang,M。Hu,Q.H. Yang和P.H. Zhou 59在细菌纤维素上直接整合氧化铁纳米颗粒,以使水中的染料降解M.L.M. Budlayan,J.N。 Patricio,D.C。Palangyos,R.A。 Guerrero和S.D. ARCO 67研究HCl预处理和K 2 FEO 4-KOH催化剂对空棕榈油水果堆的石墨化过程I. Nuriskasari的石墨化过程的影响I. Nuriskasari,A.Z.。 Syahrial,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono和Q.Y. yan 75苯胺四聚体装饰氟丙烯酸酯聚合物作为高性能耐腐蚀性涂层Z.H. Shen,M.Y。 an,q.q。 Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性 Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Xie,Z.C。bin,T.Y。Zhang,M。Hu,Q.H. Yang和P.H. Zhou 59在细菌纤维素上直接整合氧化铁纳米颗粒,以使水中的染料降解M.L.M. Budlayan,J.N。 Patricio,D.C。Palangyos,R.A。 Guerrero和S.D. ARCO 67研究HCl预处理和K 2 FEO 4-KOH催化剂对空棕榈油水果堆的石墨化过程I. Nuriskasari的石墨化过程的影响I. Nuriskasari,A.Z.。 Syahrial,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono和Q.Y. yan 75苯胺四聚体装饰氟丙烯酸酯聚合物作为高性能耐腐蚀性涂层Z.H. Shen,M.Y。 an,q.q。 Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性 Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Zhang,M。Hu,Q.H.Yang和P.H. Zhou 59在细菌纤维素上直接整合氧化铁纳米颗粒,以使水中的染料降解M.L.M. Budlayan,J.N。 Patricio,D.C。Palangyos,R.A。 Guerrero和S.D. ARCO 67研究HCl预处理和K 2 FEO 4-KOH催化剂对空棕榈油水果堆的石墨化过程I. Nuriskasari的石墨化过程的影响I. Nuriskasari,A.Z.。 Syahrial,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono和Q.Y. yan 75苯胺四聚体装饰氟丙烯酸酯聚合物作为高性能耐腐蚀性涂层Z.H. Shen,M.Y。 an,q.q。 Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性 Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Yang和P.H.Zhou 59在细菌纤维素上直接整合氧化铁纳米颗粒,以使水中的染料降解M.L.M.Budlayan,J.N。 Patricio,D.C。Palangyos,R.A。 Guerrero和S.D. ARCO 67研究HCl预处理和K 2 FEO 4-KOH催化剂对空棕榈油水果堆的石墨化过程I. Nuriskasari的石墨化过程的影响I. Nuriskasari,A.Z.。 Syahrial,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono和Q.Y. yan 75苯胺四聚体装饰氟丙烯酸酯聚合物作为高性能耐腐蚀性涂层Z.H. Shen,M.Y。 an,q.q。 Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性 Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Budlayan,J.N。Patricio,D.C。Palangyos,R.A。 Guerrero和S.D.ARCO 67研究HCl预处理和K 2 FEO 4-KOH催化剂对空棕榈油水果堆的石墨化过程I. Nuriskasari的石墨化过程的影响I. Nuriskasari,A.Z.。Syahrial,T.A。Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono和Q.Y. yan 75苯胺四聚体装饰氟丙烯酸酯聚合物作为高性能耐腐蚀性涂层Z.H. Shen,M.Y。 an,q.q。 Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性 Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono和Q.Y.yan 75苯胺四聚体装饰氟丙烯酸酯聚合物作为高性能耐腐蚀性涂层Z.H.Shen,M.Y。 an,q.q。 Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性 Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Shen,M.Y。an,q.q。Hu和Q.小Xiao 81基于碳纳米材料的聚合物M.N.的抗反射材料的光学特性Zhukava和F.F. komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M. Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Zhukava和F.F.komarov 87自然超疏水叶上的水微颗粒及其弹性复制品M.L.M.Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。 Patricio,S.D。 Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Budlayan,D.C。Palangyos,J.N。Patricio,S.D。Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。 Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Arco和R.A. Guerrero 95 NMC811的特征,使用稻壳衍生的二氧化硅涂料F. Angellinnov,A。Subhan,T.A。Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y. Yan和A.Z. Syahrial 101Ivandini,A。Sumboja,B。Priyono,Q.Y.Yan和A.Z. Syahrial 101Yan和A.Z.Syahrial 101
高能量密度固态电池需要高面积容量的阴极。在这里,我们展示了一种用于循环 3-6 mAh/cm 2 NMC811 复合阴极的双层聚合物电解质设计。双层电解质包括交联 PEO 基电解质层和线性 PEO 基电解质层。前者提供抗枝晶性,后者在循环过程中提供与阴极的无缝界面。使用单层膜会导致第一次循环中严重短路或极低的库仑效率 (CE)。面向锂阳极的刚性抑制枝晶的电解质和确保在循环过程中与阴极接触的更柔软的阴极集成电解质的一般概念可能为实现高能量密度阴极提供一种模式。
在一个比以往任何时候都更快的世界中,至关重要的是,锂离子电池(LIBS)不会落后。电池性能取决于三个关键因素:能量密度,充电速度和耐用性。流行的阴极化学包括富含Ni的材料和混合磷酸盐,每种都提供独特的优势。该项目旨在融合和优化两种阴极材料的组合,合并其优势以创建较高质量的Lib阴极,不仅可以增强性能,还可以减轻每种材料的弱点。在该项目中,富含Ni的材料(NMC811-高能量密度)与磷酸盐材料(LMFP64 - 在快速充电速率下更好的性能)混合。我们将展示使用混合阴极的优势,并在两种活性阴极材料之间找到优化的比率。
