多晶及单晶NMC811材料力学性能分析

作者：王婷; 杨超; 苏红磊; 马维; 井源; 王海龙^*

来源：储能科学与技术, 2022, 11(11): 3478-3486.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0222

• 锂离子电池
• NMC811
• 单晶及多晶
• 应力应变关系

力学失效是三元氧化物正极材料在高容量应用时面临的主要问题之一，本工作采用熔盐法和共沉淀法分别制备了单晶和多晶NMC811，通过XRD、FIB-SEM和应力分析等方法对比研究了单晶和多晶NMC811材料在电化学过程中的力学性能及其演化，建立了单晶及多晶NMC811在充放电过程中的裂纹萌生及扩展与应力应变之间的关系，揭示了脱嵌锂过程中该材料的结构稳定性退化原因。结果表明，单晶NMC811材料在0.5 C下充放电100次后，基本上没有裂纹产生，且材料的残余应力较小。而多晶NMC811材料在0.5 C下充放电100次后，沿晶界产生了大量裂纹且最大残余应力是单晶材料的3倍。分别将两种材料组装成电池，单晶NMC811的循环性能和倍率性能都优于多晶NMC811。制备、发展单晶NMC811材料将成为抑制充放电过程中裂纹扩展，改善高镍三元材料循环寿命的重要途径。

• 单位
  宁夏大学; 宁夏职业技术学院