Synthese und Oberflächenmodifikation von nickelreichen Schichtoxid-Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

Wissenschaftler von Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) der South China University of Technology haben die jüngsten Fortschritte bei der Oberflächenmodifikation von nickelreichen Kathodenmaterialien basierend auf dem Periodensystem zusammengefasst, um eine klare Entwicklung fortschrittlicher LIBs bereitzustellen.

Veröffentlichung in der Zeitschrift Internationale Zeitschrift für extreme Fertigungversuchte das Team weiter zu verstehen, wie die Oberflächenmodifizierung die Leistung von nickelreichen Kathodenmaterialien verbessert. Sie haben erstmals den Mechanismus der Oberflächenmodifikation anhand des Periodensystems zusammengefasst.

Die Ergebnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf die zukünftige Entwicklung nickelreicher Kathodenmaterialien haben. Wenn ein neuartiges nickelreiches Material mit diesen Oberflächenmodifikationen in Kontakt kommt, ändern sowohl Partikel als auch Strukturen ihre Konfiguration als Reaktion auf die Degeneration der Kapazität.

Solche Oberflächenmodifikationen auf nickelreichen Kathodenmaterialien bestimmen die Leistung von LIBs für die saubere Stromerzeugung, bestimmen die Effizienz sauberer Energie und untermauern die Entwicklung vieler elektronischer Geräte.

Einer der leitenden Forscher, Professor Chenghao Yang, sagte: „Angesichts der weit verbreiteten industriellen und wissenschaftlichen Bedeutung eines solchen Verhaltens ist es wirklich überraschend, wie viel wir noch über den Mechanismus lernen müssen, wie sich modifizierte Elemente auf Oberflächen in Kontakt mit der Masse verhalten Struktur. Einer der Gründe, warum Informationen fehlen, ist das Fehlen von Techniken, die viele alternative nickelreiche Kathodenmaterialien für LIBs liefern können.“

Die Oberflächenmodifikation ist eine der Haupttechniken, die die Zersetzung von nickelreichen Kathodenmaterialien aus dem Elektrolyten verhindert. Die synthetische Verarbeitung von nickelreichen Kathodenmaterialien erfordert jedoch eine hochtrockene Umgebung, und die Materialstruktur ändert sich in feuchter Luft. Professor Chenghao Yang erklärte: „In dieser Übersicht haben wir die neuartige Modifikationstechnologie basierend auf dem Periodensystem zusammengefasst, um besser entwickelte Strategien für die Oberflächenmodifikation bereitzustellen.“

Eine Reihe nickelreicher Kathodenmaterialien wurde synthetisiert und durch spezifische Reagenzientechnologie modifiziert. Diese neuartigen Materialien wurden analysiert, um ihre Korn- und Strukturstabilität zu zeigen.

Indem sie analysierten, wie die modifizierten Elemente auf der Oberfläche und in der Struktur synthetisiert wurden, und sie mit der elektrochemischen Leistung verglichen, die von Kollegen der South China University of Technology bereitgestellt wurde, konnten die Forscher die Wirkung der modifizierten Elemente auf die hohe Leistung von verstehen nickelreiche Kathodenmaterialien für LIBs. Die Oberflächenmodifizierung des Vorläufers erwies sich als vorteilhaft für die Besetzung der modifizierten Elemente und unterdrückte auch den Phasenübergang in Bezug auf die Schichtstruktur der Steinsalzphase.

Professor Chenghao Yang sagte: „Dies ist ein Meilenstein und erst der Anfang – wir versuchen bereits, diese Modifikationen zu nutzen, um die Entwicklung von nickelreichen Kathodenmaterialien für LIBs zu unterstützen, die erforderlich sind, um die weltweiten Netto-Null-Ambitionen zu erreichen.“