与LCO相比,镍与钴在结构内的比率可以在相同电压下具有更高的能力,从而可以达到更高的能量密度。这种高能量密度使它们在电动汽车应用中特别有吸引力。自成立以来,NMC阴极的组成已被完善,以追求更高的实用能量密度。新的NMC组成是通过改变组成型过渡金属的比率而创建的,从而将结构推向了更多镍富集。这些组合物包括NMC622(Lini 0.6 MN 0.2 CO 0.2 O 2)和NMC811(Lini 0.8 MN 0.1 CO 0.1 CO 0.1 O 2),这些NMC622(LINI 0.1 CO 0.1 O 2)今天在电池生产中广泛使用。未来的NMC类型材料包括富含锂和锰的阴极材料(LMR-NMC),有望更高的能量密度。由于镍和钴的限制和挥发性供应链,NMC氧化物比LFP型化学物质昂贵,但比LCO便宜。
可充电镁电池有望提供高能量密度,材料可持续性和安全功能,从而吸引了lith岩后电池的研究兴趣。随着MG电解质的进行性开发,具有增强的(电 - )化学稳定性,大量效果已致力于探索高能阴极材料。在这篇综述中,总结了与MG阴极化学相关的最新发现,重点是针对其与阴极宿主的相互作用来促进Mg 2 + di usion的策略。详细阐述了阴极 - 电解质界面的关键作用,在MG系统中仍未探索。强调了对Mg 2 + di usion的动力学局限性优化的方法,从而强调了阴极的快速电化学过程。此外,讨论了绕过大量Mg 2 + di usion的代表性转换化学和协调化学,特别注意其关键挑战和前景。最后,重新审视了单价阴道化学和高容量MG阳极的快速动力学的混合系统,呼吁对这种有希望的策略进行进一步的实际评估。总的来说,目的是提供对阴极化学的基本见解,该见解促进了实用的高性能MG电池的材料开发和界面法规。
1和(b)在室温下为7.5 mA g -1的FEPO 4。插图显示了相应的差异能力图。(c)NAV 2(PO 4)3的循环性能在3.5 mA g -1和(d)在室温下为7.5 mA g -1的FEPO 4。
锂离子电池在笔记本电脑,手机,汽车甚至飞机中都有应用,因为它们提供了高能量密度和低自我电荷。然而,水阴极的浆液受到强颗粒聚集的影响,导致电极的机械性能改变和较短的保质期。聚合物(例如聚(丙烯酸)(PAA))经常用于通过吸附来改善颗粒的稳定性。在本申请注释中,研究了阴极浆液的稳定性,以供pHA功能的LIFEPO 4(LFP)和碳黑色(CB)颗粒的分散体,以了解聚合物的吸附作用
Lifeso 4 F.浅绿色球体代表李离子。尽管这些无机阴极材料表现出良好的电化学性能,其中一些材料已应用于商业LIB,但它们仍然遇到一些问题,例如低电子电导率。碳涂层被认为是改善这种无机阴极材料的电导率和电化学性能的最有效方法。在各种碳材料中,由于聚合物的柔韧性和类似导体样电导率的双重特性,导电聚合物(CP)最近受到了越来越多的关注。导电聚合物不仅与常规的无机材料组合在一起以形成混合阴极,而且由于转换氧化还原机制而导致的锂离子电池电极直接应用。已经为电极的应用开发了一种导电聚合物的真实性,包括聚乙炔(PA),聚苯胺(PANI),多吡咯(PPY),聚噻吩(PTH),聚(Para-苯基 - 苯基)(PPP)(PPP)(PARA-苯基),PPA-PHENELENELENELENELENELENELENE(PPF),pPRAN/domyyley vuran(PPURAN)(PPURAN),(ppf),pprane(ppf),(ppf),pprane(PPF),(pp),(pp)(PPP)(pPP)(PPP)(PPP)
CHAPTER 1 ........................................................................................................................................................ 13 INTRODUCTION ................................................................................................................................................ 13
一些液态金属催化剂在其固体对应物中表现出令人着迷的活性。有时这些差异表现为更大的活性(例如液体GA - PT是三个数量级,比固体pt的甲醇氧化更为活跃),10或其他时间作为选择性差异(例如实心GA - SN对CO 2的降低不活跃,但液体产生的甲酸盐具有95%的Faradaic效率)。11这些液体金属的毫无原则的催化活性及其有希望的再生行为,使它们在长期的异质催化效果中是高度吸引人的进步。迄今为止,尽管某些密度功能理论(DFT)的研究为支持现场观察到的行为提供了其他证据,但过去的液态金属的绝大多数工作本质上都是实验性的。12,13相反,对于固体催化剂,DFT计算在诸如筛选新催化剂,14,15次映射吸附能和反应路径等区域中被广泛使用,以优化当前的催化剂,16,17,以及确定反应机制,反应机制和反应速率。18 - 20在将DFT应用于固体异质催化剂上时,通常根据该静态表面和附着物质之间的相互作用能量,在能量最小值和0 K,0 K,17,21,22计算中间状态的能源时进行典型的结构。虽然这可能是固体结构的明智假设,但试图将这些标准DFT方法应用于液态金属催化剂证明了challenting,因为它们无法说明“植物”液态金属表面的动态性质。此外,还有证据表明,在固体金属表面23和纳米颗粒的原子中的显着迁移。24这些动态被认为对金属表面重建很重要,但也在
气候变化是一个紧迫的全球问题,可以通过使用电动汽车减少CO 2排放来部分解决。在这种情况下,高能和高功率密度电池至关重要。LINI 0.5 MN 1.5 O 4(LNMO)基于基于的单元在这方面吸引人,因为它满足了几种要求,但不幸的是受能力褪色的限制,尤其是在升高温度下。lnmo在〜4.7 V(vs. li + /li)下运行,其中传统的锂离子电池(LIB)电解质在热力学上不稳定。本文研究了LNMO细胞中的降解机制以及解决这些问题的各种实用策略。在第一部分中,开发了一种称为合成电荷的技术 - 伏安法(SCPV),以更好地了解某些常见电解质的氧化稳定性。第二部分着重于使用粘合剂的使用,这些粘合剂可能有可能在lnmo细胞中形成人造阴极 - 电解质相互作用。聚丙烯腈(PAN)通常被认为是氧化稳定的,但是在LNMO的工作电压下被证明会降解。研究了第二个聚合物(PAA)的第二个聚合物,用于较高的电极质量负荷,但与羧甲基纤维素(CMC)基准相比,高内部电阻导致初始放电能力较差。为了有效地减轻容量褪色,在第三部分的LNMO细胞中探索了三个不同的电解质。首先,使用了一种离子液体的电解质,1.2 M锂双(氟磺磺酰基)酰亚胺(LIFSI)在N-丙基N-甲基吡咯烷二(Fluorosulosulfonyl)Imide(Pyr 13 FSI)中被用于N-丙基-N-甲基吡咯烷二烯。X射线光电子光谱(XPS)分析表明,该电解质通过形成稳定的无机表面层来稳定电极,从而稳定电极。第二,对含硫烷的电解质的研究表明,尽管初始循环显示出较高的降解,但在电极上产生的钝化层仍能稳定循环。In a third study, tris(trimethylsilyl)phosphite (TMSPi) and lithium difluoro(oxalato)borate (LiDFOB) were investigated as electrolyte additives in a conventional electrolyte, and 1 wt.% and 2 wt.% of the additives, respectively, showed improved electrochemical performance in LNMO-graphite full cells, highlighting the role of these在正极和负电极处启用相间层的添加剂。总的来说,这些研究提供了有关界面化学对于LNMO细胞稳定运行的重要性的见解,并确定了进一步量身定制的策略。