研究探討高鎳正極儲存條件 以提供最佳電池性能
時間:2020-11-24 09:07來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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（圖片來源：WMG）
現在高鎳電池在全球范圍內越來越受歡迎，越來越多的汽車公司開始考慮將其應用于電動汽車。然而，高鎳正極材料的反應性強，在潮濕環境下不穩定，對提供最佳電池性能來說，如何儲存這種材料具有重要意義。
據外媒報道，華威大學的研究人員提出一種儲存高鎳正極的最佳方法，以緩解鋰離子電池過早降解現象。他們將高鎳正極材料NMC-811置于不同溫度和濕度環境下，然后進行為期28天的測量，以評估材料性能及其在電池中的降解情況，同時結合物理、化學和電化學測試方法對其進行分析，其中包括使用高分辨率顯微鏡，從微米和亞微米層面識別在充放電過程中電池發生的形態和化學變化。
研究人員探討包括真空烘干、暴露濕度和控制措施在內的儲存條件；同時通過尋找表面雜質（包括碳酸鹽和水），發現有三個過程可能導致雜質產生：1.合成過程中未反應前驅體的殘留雜質；2.更高的表面碳酸鹽/氫氧化物平衡覆蓋率（用于在合成過程后穩定富鎳材料表面）；3.在常溫儲存期間形成的雜質。
他們發現，與對照組相比，在所有條件下(烘干和暴露)，第一次放電的比容量和循環性能都較差。然而，測試顯示，在常溫濕度環境中暴露28天后，電池中的鋰離子會與水和CO2發生反應，并形成碳酸鋰和氫氧化物。
在材料老化過程中，由于劣質離子和電子導電性較差，以及活性粒子電絕緣，在NMC-811表面形成的碳酸鹽和氧化物會導致電化學性能下降，因此它們不能再可逆儲存鋰離子來傳遞“電荷”。掃描電子顯微鏡(SEM)分析顯示，經過28天的常溫暴露，這些凝聚粒子上會出現粒間孔隙和微裂紋。
研究人員得出結論，最佳條件是在-45°C左右的露點下進行干燥儲存和加工，以提供最佳電池性能。在制造過程中，濕度環境和接合處的暴露點會導致材料和組件受到影響，使電池壽命縮短。華威大學的Mel Loveridge博士表示：“這些措施具有重要意義，可以提高電池加工能力，使其最終保持性能水平，對NCA材料等其他富鎳系統也很重要。”
華威大學的Louis Piper教授表示：“在全球研究工作中，有很多研究將繼續集中在這些材料上，包括如何保護其表面，避免將其植入電極前發生寄生反應。”
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