沃里克大学 环境空气储存对NMC表面的影响-811学分:WMG，沃里克大学 众所周知，在电池制造中，许多阴极材料对湿气敏感
然而，随着高镍基电池组件越来越受欢迎，华威大学WMG分校的研究人员发现，储存和加工这些阴极的环境越干燥，电池的性能就会得到显著改善
高镍电池在全球越来越受欢迎，越来越多的汽车公司开始研究高镍电池在电动汽车上的应用
然而，高镍阴极材料容易发生反应，并且暴露在潮湿环境中会不稳定，因此如何储存它们以提供最佳性能至关重要
在发表于《电化学学报》的论文《环境储存条件对锂离子电池NMC-811阴极结构和电化学性能的影响》中，沃里克大学WMG分校的研究人员提出了储存高镍阴极的最佳方法，以减轻过早降解
研究人员将NMC-811(高镍阴极材料)暴露在不同的温度和湿度下，然后在28天内测量该材料在电池中的性能和退化，并结合物理、化学和电化学测试进行分析
这包括高分辨率显微镜，以确定电池充电和放电过程中在微米和亚微米尺度发生的形态和化学变化
储存条件包括真空烘箱干燥(暴露于湿度下)和控制措施
研究人员寻找表面杂质，包括碳酸盐和H2O，并发现有三个过程可以导致杂质，包括: 合成过程中未反应前体产生的残留杂质表面碳酸盐/氢氧化物的平衡覆盖率较低(合成过程后用于稳定富镍材料的表面)环境储存期间形成的杂质 描述:(a-b)NMC 811死后颗粒，之前没有暴露在潮湿空气中，通过FIB-SIMS分析，目标是锂检测
(c-d)死后NMC811粒子，暴露于潮湿空气28天后，通过光纤模拟人生进行分析，目标是锂检测
学分:WMG，华威大学 他们发现，与对照组相比，在所有条件下，(烘干和暴露)显示出较差的首次放电比容量和循环性能
然而，暴露测量显示，在暴露于环境水分28天后，H2O和CO2与电池组电池中的锂离子反应，导致碳酸锂和氢氧化物的形成
NMC-811表面碳酸盐和氧化物的形成导致材料老化期间电化学性能的损失，这是由于较差的离子和电子传导性以及活性颗粒的电绝缘
这意味着它们不再能可逆地储存锂离子来传递“电荷”
在环境暴露28天后，扫描电镜分析证实了这些集料颗粒上的颗粒间孔隙和微裂纹
电池充放电过程中粒子分解示意图学分:WMG，华威大学 因此，他们可以得出结论，最干燥的条件下，在露点约为-45摄氏度，是最好的储存和加工材料，以便产生最佳的电池性能
制造过程中连接处的湿度条件和暴露将导致材料和部件经受:这导致电池寿命缩短
医生
沃里克大学WMG分校的梅尔·洛夫里奇说:“众所周知，这里的湿气是个问题，但我们开始确定最佳储存条件，以减轻电池性能不必要的过早下降
这些措施对于提高处理能力并最终保持性能水平至关重要
这也与其他富镍体系有关
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NCA材料公司
" 沃里克大学WMG分校的路易斯·派珀教授说:“相当多的全球研究工作将继续集中在这些材料上，包括如何保护它们的表面，以消除在并入电极之前寄生反应的风险
在英国，法拉第研究所的领先研究有一个项目联盟，完全致力于解开这种工业相关材料的降解机制
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