锂离子电池富镍正极材料基础科学问题:表面残锂及其去除

作者:王鑫; 陈欣; 任莉; 王硕; 罗宏基; 张军; 吕根品; 向伟*
来源:复合材料学报, 2022, 39(01): 97-110.
DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20210608.001

摘要

层状富Ni正极材料具有高可逆容量、低自放电性能和低成本优势,被认为是最有潜力的Li+电池正极材料。然而,材料结构不稳定、容量衰退和安全性差等问题,阻碍了富Ni正极材料的实际应用。当Ni含量大于80%时,富镍正极易与空气中的水分和CO2反应,在材料表面生成Li2CO3、LiHCO3、LiOH等残Li化合物。残Li存在不仅导致材料不稳定和电化学性能衰退,还造成电池安全问题。本文首先综述了残Li化合物的形成机制及其危害,再探讨了水洗过程中的水洗温度、时间、干燥温度等因素对材料性能的影响,并阐述了水洗造成结构衰退和容量衰减的机制。此外,还论述了其他去除残Li化合物的方法,特别是无水洗表面包覆的方法在去除残Li化合物影响方面呈现出巨大应用潜力。

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