高镍三元正极材料动力学性能的单颗粒研究

作者：魏奕民

来源：电化学(中英文), 2018, 24(01): 81-88.

DOI：10.13208/j.electrochem.170209

• 高镍三元材料
• 单颗粒微电极
• 交流阻抗
• 锂离子扩散系数

镍钴锰三元材料LiNixCoyMnzO2(x+y+z=1)在容量、倍率、循环及热稳定性等方面的性能往往受到金属元素Ni、Co、Mn含量的显著影响.其中,增加元素Ni的含量有助于提高材料的比容量.因此,LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)成为了目前研究最为广泛的两种高镍三元正极材料.但目前针对这两种材料的对比研究主要集中在材料比容量、热稳定性和循环稳定性的影响方面,而对材料动力学性能的研究较少,尤其是对材料本征动力学参数的表征尚未见报道.本文采用单颗粒微电极技术,以粒径相同的NCM622和NCM811颗粒为研究对象,排除导电剂、粘结剂和电极结构的影响,从材料本征动力学性能评估的角度出发,分析了Ni元素的含量对这两种材料的充放电性能、交流阻抗谱、锂离子固相扩散系数和倍率放电性能等的影响.结果表明,与NCM622相比,随着Ni2+和Ni3+总含量的增加,NCM811表现出更高的充放电容量、锂离子固相扩散系数、电化学反应活性和倍率放电性能.以20 C放电,NCM811材料的放电容量保持率仍可维持在80.8%以上.

• 单位
  宁德时代新能源科技股份有限公司