Les scientifiques des batteries lithium-ion (LIB) de l’Université de technologie de Chine du Sud ont résumé les progrès récents dans la modification de surface des matériaux cathodiques riches en nickel sur la base du tableau périodique pour fournir un développement clair des LIB avancées.
Publication dans la revue Journal international de la fabrication extrême, l’équipe a cherché à mieux comprendre comment la modification de surface améliore les performances des matériaux cathodiques riches en nickel. Ils ont résumé pour la première fois le mécanisme de modification de surface basé sur le tableau périodique.
Les résultats pourraient avoir un impact généralisé sur le développement futur des matériaux cathodiques riches en nickel. Lorsqu’un nouveau type de matériau riche en nickel est en contact avec ces modifications de surface, les particules et les structures changent de configuration en réponse à la dégénérescence de la capacité.
De telles modifications de surface sur des matériaux cathodiques riches en nickel régissent les performances des LIB pour la production d’électricité propre, déterminent l’efficacité de l’énergie propre et sous-tendent le développement de nombreux équipements électroniques.
L’un des principaux chercheurs, le professeur Chenghao Yang, a déclaré : « Compte tenu de l’importance industrielle et scientifique généralisée d’un tel comportement, il est vraiment surprenant de constater à quel point nous avons encore à apprendre sur le mécanisme du comportement des éléments modifiés sur les surfaces en contact avec la masse. L’une des raisons pour lesquelles l’information manque est l’absence de techniques capables de produire de nombreux matériaux cathodiques alternatifs riches en nickel pour les LIB.
La modification de surface est l’une des principales techniques qui empêchent la décomposition des matériaux cathodiques riches en nickel de l’électrolyte. Cependant, le traitement synthétique des matériaux de cathode riches en nickel nécessite un environnement très sec et la structure des matériaux change dans l’air humide. Le professeur Chenghao Yang a expliqué: « Dans cette revue, nous avons résumé la nouvelle technologie de modification basée sur le tableau périodique afin de fournir des stratégies plus conçues pour la modification de surface. »
Une série de matériaux de cathode riches en nickel ont été synthétisés et modifiés par une technologie de réactif spécifique. Ces nouveaux matériaux ont été analysés pour montrer leur stabilité granulaire et structurelle.
En analysant comment les éléments modifiés ont été synthétisés à la surface et dans la structure et en les comparant aux performances électrochimiques fournies par des collègues de l’Université de technologie de Chine du Sud, les chercheurs ont pu comprendre l’effet des éléments modifiés sur les hautes performances de matériaux cathodiques riches en nickel pour les LIB. La modification de surface du précurseur s’est avérée bénéfique pour l’occupation des éléments modifiés et supprime également la transition de phase par rapport à la structure en couches de la phase de sel gemme.
Le professeur Chenghao Yang a déclaré : « Il s’agit d’une réalisation marquante et ce n’est que le début. Nous cherchons déjà à utiliser ces modifications pour soutenir le développement de matériaux cathodiques riches en nickel pour les LIB, nécessaires pour atteindre les ambitions mondiales de zéro net.
Plus d’information:
Jing Li et al, Progrès récents dans la synthèse et la modification de surface des matériaux de cathode d’oxyde en couches riches en nickel pour les batteries lithium-ion, Journal international de la fabrication extrême (2022). DOI : 10.1088/2631-7990/ac92ef
Fourni par International Journal of Extreme Manufacturing