In-situ formation of spinel protective layer through extremely low K-doping for enhanced performance of Ni-rich layered cathodes, Journal of Power Sources, 623, 235446(2024)
原位摻雜極微量鉀離子於尖晶石表面形成保護層以提升富鎳層狀正極材料的性能
Wei-Hsiang Chen, Yu-Ting Weng, Yu-Cheng Lu, Hsi Chen, Po-Ya Chang, Hwo-Shuenn Sheu, Senthil-Kumar Parthasarathi*, Nae-Lih Wu*
2024/11/07
透過原位摻雜極微量K+於LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2 (NCM)表層，於結構表層形成尖晶石結構有助於結構的穩定性與電化學性能。粉末與電顯繞射結果顯示極微量(0.05 mol.%) K+摻雜使得富鎳NCM表面由層狀結構轉變為尖晶石結構。提高K+摻雜濃度反而導致少量Li2MnO3生成，且Li+和Ni2+具有相近的離子半徑（分別為 0.76 Å和0.69 Å），可能會導致陽離子無序排列，且Ni2+出現在Li+位點時，會阻礙Li+傳輸並影響電化學性能。X光光電子能譜結果顯示微量K+摻雜能強烈抑制Ni4+還原至穩定的Ni2+，並有助於尖晶石相形成，從而提升電池的比容量、容量保持率、倍率性能、鋰離子(Li+)擴散能力。微量K+摻雜還有效抑制了NCM的內部微裂化由，而過量的K+摻雜則導致(去)鋰速率降低並增加了極化現象。
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