埃因霍温理工大学
信用:Shutterstock
世界上大多数国家承诺在2050年前实现碳中和，人们已经就用可再生能源替代化石燃料达成共识
这将涉及减少二氧化碳排放和扩大可再生能源的比例，如可充电电池系统，如已经受到工业界和学术界极大关注的锂离子电池
然而，由于目前使用的电极材料的性能限制，开发具有增强性能的下一代LIBs仍然存在挑战
她的博士学位
D
在研究中，姜鸣着眼于富镍阴极电池的电极材料设计和降解机制
提高锂离子电池能量密度的瓶颈是电池正极材料
例如，层状富Ni(富镍)过渡金属氧化物具有相对高的能量密度，但循环稳定性差
富镍阴极基LIBs的不稳定性与电池内部发生的各种被动反应有关
纳米结构形态 材料优化策略可以减轻这些不利因素
她的博士学位
D
研究中，姜鸣考虑了富镍阴极电池的电极材料设计和降解机理
通过这些新的优化策略，获得了具有优异电池性能的富镍NCM阴极和锂金属阳极
相应的退化现象进行了调查，并确定了详细的机制
蒋设计了一种具有纳米结构形貌的优化富镍正极材料
这种设计通过独特的制造方法增强了电池的稳定性和锂离子传输动力学
进一步的表征证实了特定晶面的高暴露率，这有利于锂离子扩散和循环过程中结构的完整性
此外，由于精心设计的形貌，还实现了改善的快速充电能力，表明了所提出的材料的实际潜力
变质过程 除了新材料的合成，姜还研究了电池系统的劣化过程，因为这对于推动锂离子电池的发展至关重要
在电池中同时发生多个被动反应，例如阴极溶解、固体电解质界面形成和微裂纹
这些副反应消耗活性锂离子和电极材料，最终导致电池容量衰减
电池系统中的每个部分都可能参与被动反应，包括电极材料、粘合剂、导电碳和其他添加剂
然而，在对传统电池配置进行事后分析研究时，很难将每个部分分开
因此，蒋提出了一种结构简单的薄膜阴极，用于富镍阴极电池系统的退化研究
利用深度剖面技术，详细研究了钝化层的组成和性能下降的机理
还研究了富镍阴极上保护层的作用
除了研究正极材料外，蒋还探索了富镍正极材料锂金属阳极的表面改性
引入保护涂层以在循环过程中稳定锂镀覆/剥离过程
这能够延长电池寿命，并减少阳极表面钝化层的形成
死后表征揭示了不同锂金属阳极的不同劣化过程，并对可能的劣化机理进行了研究
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
