Что такое разделение фаз в положительном электроде шпинелевых литий-ионных батарей высокого напряжения?

Представленные шпинелью литий-никель-марганцевой кислоты высоковольтных анодных литий-ионных аккумуляторов имеют высокую емкость, низкую стоимость, небольшую опасность для окружающей среды и большие преимущества безопасности, такие как получение признания в аккумуляторной промышленности. Подумайте с точки зрения базовой теории, глубокое понимание твердофазного разделения электрода для фундаментального решения проблемы этого материала имеет большое значение для стабильности внутренних дефектов. С практической точки зрения разделение фаз в реальном поведении пористого композитного электрода и размерный эффект никеля и марганцево-кислого лития, регулирование и контроль согласования корреляции кристаллов и поверхностной пассивирующей мембраны является фундаментальным исследованием и практическим применением сочетания идеальный метод. Тем не менее, идея должна быть достигнута с помощью усовершенствованных методов характеристики.

Канадская группа по хранению энергии с источниками света Чжоу Джи Ганг Доктор Ван и Сямэнь, линия химической визуализации стоят рядом с адъюнкт-профессором технологии и профессором Харбинского промышленного университета Хайтао Фанг в тесном сотрудничестве, новаторском в области элементов и селективности, химической и электронной структуры, чувствительности передачи лучевая сканирующая микроскопия (STXM), используемая для изучения поведения фазового разделения в пористом электроде. Исследователи впервые по рабочему циклу сложного композитного электрода и после длительного хранения различных корреляций явления разделения фаз наномасштабной визуализации. После фазового разделения электрод не имеет однородности, чем предполагалось. Это не однородность и размер шпинели, кристаллическая структура, пассивация поверхности имеет тесную взаимосвязь.

Исследование показало, что впервые традиционно считалось, что существует только быстрая зарядка и разрядка, разделение фаз не может быть достигнуто при условии приблизительного установившегося отклика. Полученные данные для дальнейшего понимания важного электродного процесса разделения фаз имеют большое значение. Этот метод может быть распространен на другие электродные системы, используемые для изучения механизма реакции, механизма затухания и т. Д.

Построение изображения с разделением фаз выполняется для каждого спектра поглощения пиксельного элемента с использованием однофазного спектрального разложения аппроксимации. Работа основана на анализе главных компонент (PCA) для каждой отдельной фазы (Ni4 соответствует полностью заряженным фациям, Ni3 + + аналог, фаза восстановления Ni2 + соответствует фазе полного восстановления) .Использование PCA позволяет избежать человеческой ошибки, введенного внешнего стандартного спектра. , таким образом получить фазовое разделение изображения более точным и надежным. На рисунке c показано использование PCA для получения трех видов соответствующих спектров поглощения Ni, высота неоднородности фазового разделения на рисунке b хорошо, видно, что фазовое разделение в первую очередь в направлении толщины электрода неравномерно. Во-вторых, разделение фаз существует внутри одной электродной частицы. Распределение различается между частицами различных электродов, а морфология и размер частиц - все это влияет на разделение фаз.

Автор обнаружил, что подавляющее большинство полностью восстановленной фазы (Ni2 +) существует на поверхности электродных частиц, существуют только частицы полной электродной фазы Ni2 +, но ее спектр и форма различны в фазе Ni2 + на поверхности электрода. частицы. Результат показывает, что поверхность Ni2 + должна быть с анодом высокого напряжения во время цикла зарядки и разрядки сформированного поверхностного пассивирующего слоя. При дальнейшем наблюдении они обнаружили, что более крупные частицы могут хорошо защищать поверхность частиц пассивирующего электрода при полном заряде. Опять же, это разделение не является однородным, достигается в экспериментальных условиях медленных, таким образом, термодинамическое поведение реакции должно зависеть от внутренних свойств электродных частиц, включая поверхностные дефекты, сегрегацию элементов и т. Д. Соответствующие работы опубликованы в Chemical Communications.

Страница содержит содержимое машинного перевода.