阿贡团队为生产无钴锂离子正极开发新途径

据报道,阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)研究人员开发一种生产无钴锂离子正极的新方法,避免其他低钴正极生产方式存在的一些问题。

SMM网讯:据报道,阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)研究人员开发一种生产无钴锂离子正极的新方法,避免其他低钴正极生产方式存在的一些问题。

今年早些时候,得克萨斯大学Arumugam Manthiram表示:

目前,锂离子电池生产以层状LiMO2正极为基础(M=Ni, Mn, Co; NMC),含有不同比例的锰、钴和镍。锰含量丰富,对环境无害,但导电性较差;同时,钴含量少,毒性相对较大,充电后会变成金属性的。在所有标准中,镍含量都居于钴和锰之间。

为了充分利用三种离子的优点,目前,该行业以LiNi1-y-zMnyCozO2 (1-y-z) < 0.6为基础,其中钴含量较大(z > 0.2)。因此,有足够的理由降低或完全剔除钴含量,并增加的含量。然而,LiMO2正极中镍含量较高,会导致若干严重问题。比如容量减少、热稳定性差和空气反应性。这是因为:(i)一系列相变引起内部压力;(ii)与电解液表面反应活性高,形成固体电解质厚界面;(iii)与周围空气的表面反应活性高,导致表面上产生大量LiOH和LiHCO3。

阿贡团队称,现在最受欢迎的低钴正极生产方法,是开发LiNiO2之类的富镍分层LiMO2(M=Ni, Mn, Co; NMC)氧化物,其中锰和钴的含量较低,如NMC-811。然而,采用这种方法,在安全性、循环寿命和成本等方面,存在一定的问题。阿贡团队建议对典型的无钴层状氧化物LiNi0.5Mn0.5O2进行改良。


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