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几种材料性能和结构对比,来展示单晶材料的优缺点

几种材料性能和结构对比,来展示单晶材料的优缺点

发布日期:2020-01-15 08:41 来源: 点击:

随着新能源行业的不断发展,人们对动力电池的要求也越来越高,随之而来的三元材料中镍含量的提升,但由此带来的正极材料稳定性问题、电解液匹配问题、大电流充电温升过高等引发的电池失效也越来越受到人们的关注,因此,单晶材料应运而生,不仅仅增强了正极材料的稳定性,也可以将整个体系的电压提升到一个新的高度,在更高镍材料并未完全占领市场的情况下,为更高能量密度的需求提出了一个解决方案。


同时,还提供了另外一种三氧化二铝包覆的NCM523,通过这三种材料的性能和结构对比,来展示单晶材料的优缺点以及未来的发展方向。


为了进一步确认单晶颗粒的结构特征,分别对SC材料进行了纵剖面SEM、电子背散射衍射等测试,测试结果表明,材料中的单晶还是很多的,一些大颗粒含有少量的多晶结构。


另外,对三种材料进行了不同电压的扣电半电池测试以及容量微分曲线的分析,测试结果如下所示,单晶材料的容量和不可逆容量并没有体现出明显的优势,三种材料的曲线也是比较相似的,没有太明细的区别,这就说明将材料做出单晶并没有从本质上改变材料的内部特性。


将三种材料和石墨组装成小软包电池,添加不同的电解液添加剂,然后对电池进行循环性能测试,单晶材料在不同的添加剂情况下都表现出了良好的库伦效率,另外也可以看出,PES211这种添加剂具有较好的循环性能。


利用原位的方法测量电池在高电压下的产气行为,结果表明,单晶材料的产气较少,表明材料具有良好的稳定性。使用不同电解液添加剂对电池进行循环性能测试,不同的添加剂表现出不同的循环性能。


综上所述,单晶材料在结构稳定性是具备很大的优势,但其容量发挥并没有那么有优势,在实际生产中,需要考虑整个体系的匹配性,才能做出满意的锂电池。


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