AM: 揭示镍基层状氧化物正极在锂基电池脱锂程度相同时的稳定性

影响循环性能和热性能的体积、表面和界面不稳定性是具有高镍含量的高能量密度 LiNi_1-x-yMn_xCo_yO₂ (NMC)正极的主要挑战。一般认为，随着Ni含量的增加，不稳定性和性能损失呈指数级加剧。

与这种普遍看法不同，美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授等人证明在相同程度的脱锂（充电）条件下，具有较高Ni含量的NMC正极可能比“低 Ni”正极具有更好的整体稳定性。

作者使用两个具有代表性的正极 LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂和LiNiO₂，系统研究了它们在控制相同脱锂程度的情况下的稳定性。电化学测试表明，在相同的脱锂状态下，LiNiO₂表现出比LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂更好的循环性能。

图1. 100 次循环后LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂和LiNiO₂的表面结构

全面的结构和界面研究表明，LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂较差的循环性主要是由于寄生反应加剧造成的，在决定循环性方面，界面稳定性可能比晶格稳定性更重要。此外，LiNiO₂具有与LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂相似或更好的热性能。

结果表明，NMC正极的稳定性与脱锂状态的程度（而不是Ni含量）有很强的相关性，本文强调了重新评估Ni含量以及结构和相间调整对NMC正极稳定性真正影响的重要性。

图2. LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂和LiNiO₂在相同脱锂度下的热性能评价

Unveiling the Stabilities of Nickel-Based Layered Oxide Cathodes at an Identical Degree of Delithiation in Lithium-Based Batteries. Advanced Materials. 2021. DOI: 10.1002/adma.202100804

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