Tá ábhar trínártha nicil-cóbalt-mangainéise ar cheann de phríomhábhair na ceallraí cumhachta reatha. Tá bríonna difriúla ag na trí ghné don ábhar catóide, agus ina measc is í an eilimint nicil acmhainn na ceallraí a fheabhsú. Dá airde an t-ábhar nicil, is airde an acmhainn ábhar ar leith. Tá cumas sonrach 811mAh / g ag NCM200 agus ardán scaoilte de thart ar 3.8V, ar féidir é a dhéanamh ina cheallraí ard-dlúis fuinnimh. Mar sin féin, is í an fhadhb atá le ceallraí NCM811 ná drochshábháilteacht agus lobhadh tapa saolré. Cad iad na cúiseanna a théann i bhfeidhm ar a saolré rothaíochta agus ar a sábháilteacht? Conas an fhadhb seo a réiteach? Seo a leanas anailís dhomhain:

Rinneadh NCM811 i gceallraí cnaipe (NCM811 / Li) agus i gceallraí pacáiste solúbtha (NCM811 / graifít), agus rinneadh tástáil ar a hacmhainn ghram agus a chumas iomlán ceallraí faoi seach. Roinneadh an ceallraí pacáiste bog ina cheithre ghrúpa le haghaidh turgnamh aon fhachtóra. Ba é an athróg pharaiméadair voltas scoite, a bhí 4.1V, 4.2V, 4.3V agus 4.4V, faoi seach. Ar dtús, rothaíodh an ceallraí faoi dhó ag 0.05c agus ansin ag 0.2C ag 30 ℃. Tar éis 200 timthriall, taispeántar cuar timthriall ceallraí an phacáiste bog san fhigiúr thíos:

Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr go bhfuil cumas gram an ábhair bheo agus na ceallraí ard faoi riocht ardvoltais scoite, ach go bhfuil cumas gram na ceallraí agus an ábhair ag lobhadh níos gasta freisin. A mhalairt ar fad, ag voltais scoite níos ísle (faoi bhun 4.2V), díghrádaíonn toilleadh ceallraí go mall agus bíonn an saol rothaíochta níos faide.

Sa turgnamh seo, rinne calraiméadracht isiteirmeach staidéar ar an imoibriú seadánacha agus rinne XRD agus SEM staidéar ar dhíghrádú struchtúr agus moirfeolaíocht na n-ábhar catóide le linn an phróisis rothaíochta. Is iad seo a leanas na conclúidí:

An pictiúr

Ar dtús, ní hé athrú struchtúrach an chúis is mó le meath shaol timthriall ceallraí

Léirigh torthaí XRD agus SEM nach raibh aon difríocht shoiléir ann i moirfeolaíocht na gcáithníní agus i struchtúr adamhach na ceallraí le leictreoid agus voltas scoite 4.1V, 4.2V, 4.3V agus 4.4V tar éis 200 timthriall ag 0.2c. Dá bhrí sin, ní hé an t-athrú tapa struchtúrtha ar ábhar beo le linn luchtaithe agus scaoilte an chúis is mó le meath shaolré na ceallraí. Ina áit sin, is iad imoibrithe seadánacha ag an gcomhéadan idir an leictrilít agus cáithníní an-imoibríocha ábhar beo sa stát delithiam an chúis is mó le saol laghdaithe na ceallraí ag an timthriall ardvoltais 4.2V.

(1) an SEM

An pictiúr

An pictiúr

Is iad A1 agus A2 na híomhánna MLA den cheallraí gan cúrsaíocht. Is íomhánna SEM iad B ~ E d’ábhar maireachtála leictreoid dearfach tar éis 200cycle faoi riocht 0.5C agus voltas scoite 4.1V / 4.2V / 4.3V / 4.4V, faoi seach. Is í an taobh clé íomhá micreascóp leictreon faoi fhormhéadú íseal agus an taobh dheis tá íomhá micreascóp leictreon faoi fhormhéadú ard. Mar is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr thuas, níl aon difríocht shuntasach i moirfeolaíocht na gcáithníní agus sa chéim briste idir an ceallraí a scaiptear agus an ceallraí neamh-scaipthe.

(2) Íomhánna XRD

Mar is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr thuas, níl aon difríocht shoiléir idir na cúig bhuaic i gcruth agus i suíomh.

(3) Athrú ar pharaiméadair laitíse

An pictiúr

Mar atá le feiceáil ón tábla, na pointí seo a leanas:

1. Tá tairisigh laitíse plátaí polacha neamhchúrsáilte comhsheasmhach le tairisigh phúdar beo NCM811. Nuair a bhíonn voltas scoite an timthrialla 4.1V, níl difríocht leanúnach idir tairiseach na laitíse agus an dá cheann roimhe sin, agus méadaíonn an ais C beagán. Níl difríochtaí suntasacha idir tairisigh laitíse an ais-C le 4.2V, 4.3V agus 4.4V agus iad siúd atá ag 4.1V (0.004 angms), cé go bhfuil na sonraí ar an A-ais an-éagsúil.

2. Ní raibh aon athrú suntasach ar ábhar Ni sna cúig ghrúpa.

3. Taispeánann plátaí polacha le voltas scaipthe 4.1V ag 44.5 ° FWHM mór, agus taispeánann na grúpaí rialaithe eile FWHM den chineál céanna.

I bpróiseas luchtaithe agus urscaoilte na ceallraí, tá crapadh agus leathnú mór ag an ais C. Níl an laghdú ar shaol timthriall ceallraí ag ardvoltais mar gheall ar athruithe i struchtúr an ábhair bheo. Dá bhrí sin, fíoraíonn na trí phointe thuas nach é athrú struchtúrach an chúis is mó le meath shaolré timthriall ceallraí.

An pictiúr

Sa dara háit, tá baint ag saolré ceallraí NCM811 leis an imoibriú seadánacha sa cheallraí

Déantar NCM811 agus graifít i gcealla pacáiste solúbtha ag úsáid leictrilítí éagsúla. I gcodarsnacht leis sin, cuireadh 2% VC agus PES211 le leictrilít an dá ghrúpa, faoi seach, agus léirigh ráta cothabhála acmhainne an dá ghrúpa difríocht mhór tar éis an timthrialla ceallraí.

An pictiúr

De réir an fhigiúir thuas, nuair is é voltas scoite na ceallraí le 2% VC ná 4.1V, 4.2V, 4.3V agus 4.4V, is é ráta cothabhála acmhainne na ceallraí tar éis 70 timthriall ná 98%, 98%, 91 % agus 88%, faoi seach. Tar éis ach 40 timthriall, laghdaigh ráta cothabhála acmhainne na ceallraí le PES211 breise go 91%, 82%, 82%, 74%. Rud atá tábhachtach, i dturgnaimh roimhe seo, go raibh saolré timthriall na gcóras NCM424 / graifít agus NCM111 / graifít le PES211 níos fearr ná sin le 2% VC. Mar thoradh air seo tá toimhde go bhfuil tionchar suntasach ag breiseáin leictrilít ar shaol na ceallraí i gcórais ard-nicil.

Is féidir a fheiceáil freisin ó na sonraí thuas go bhfuil saolré na rothaíochta faoi ardvoltas i bhfad níos measa ná an saol faoi voltas íseal. Trí fheidhm fheistiú polaraithe, △ V agus amanna rothaíochta, is féidir an figiúr seo a leanas a fháil:

An pictiúr

Is féidir a fheiceáil go bhfuil an ceallraí △ V beag agus í ag rothaíocht ag voltas scoite íseal, ach nuair a ardaíonn an voltas os cionn 4.3V, méadaíonn △ V go géar agus méadaíonn polarú na ceallraí, rud a chuireann isteach go mór ar shaol na ceallraí. Is féidir a fheiceáil freisin ón bhfigiúr go bhfuil an ráta athraithe △ V de VC agus PES211 difriúil, a fhíoraíonn a thuilleadh go bhfuil méid agus luas polaraithe ceallraí difriúil le breiseáin leictrilít éagsúla.

Baineadh úsáid as microcalorimetry isothermal chun anailís a dhéanamh ar dhóchúlacht imoibriú seadánacha na ceallraí. Baineadh paraiméadair mar pholarú, eantrópacht agus sreabhadh teasa seadánacha chun caidreamh feidhmiúil a dhéanamh le rSOC, mar a thaispeántar san fhigiúr thíos:

An pictiúr

Os cionn 4.2V, taispeántar go méadaíonn an sreabhadh teasa seadánacha go tobann, toisc go n-imoibríonn dromchla an anóid delithiam go héasca leis an leictrilít ag ardvoltas. Míníonn sé seo freisin an fáth is airde an voltas luchtaithe agus urscaoilte, is gasta a laghdaíonn an ráta cothabhála ceallraí.

An pictiúr

Iii. Tá drochshlándáil ag NCM811

Faoi choinníoll an teocht chomhthimpeallach a mhéadú, tá gníomhaíocht imoibrithe NCM811 i stát luchtaithe le leictrilít i bhfad níos mó ná gníomhaíocht NCM111. Dá bhrí sin, is deacair an úsáid a bhaintear as táirgeadh ceallraí NCM811 chun an deimhniú éigeantach náisiúnta a rith.

An pictiúr

Is graf é an figiúr de rátaí féin-théimh NCM811 agus NCM111 idir 70 ℃ agus 350 ℃. Taispeánann an figiúr go dtosaíonn NCM811 ag teas suas ag thart ar 105 ℃, agus nach dtéann NCM111 go dtí 200 ℃. Tá ráta teasa 811 ℃ / nóim ó 1 ℃ ag an NCM200, agus tá ráta téimh de 111 ℃ / nóim ag an NCM0.05, rud a chiallaíonn go bhfuil sé deacair ar an gcóras NCM811 / graifít deimhniú sábháilteachta éigeantach a fháil.

Is cinnte go mbeidh ábhar maireachtála ard nicil mar phríomhábhar ceallraí ard-dlúis fuinnimh sa todhchaí. Conas an fhadhb a bhaineann le lobhadh tapa i saol ceallraí NCM811 a réiteach? Ar dtús, athraíodh dromchla na gcáithníní NCM811 chun a fheidhmíocht a fheabhsú. Is é an dara ceann an leictrilít a úsáid a fhéadann imoibriú seadánacha na beirte a laghdú, chun a saolré agus a sábháilteacht a fheabhsú. An pictiúr

Brúigh fada chun an cód QR a aithint, cuir litiam π leis!

Fáilte a roinnt!