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Evaluation of LiNiO2 with Minimal Cation Mixing as a Cathode for Li-ion Batteries
最少陽離子混合之鎳酸鋰陰極材料合成技術開發
Rio Akbar Yuwono, Fu-Ming Wang*, Nae-Lih Wu*, Yan-Cheng Chen, Hsi Chen, Jin-Ming Chen, Shu-Chih Haw, Jyh-Fu Lee, Rui-Kun Xie, Hwo-Shuenn Sheu, Po-Ya Chang, Chusnul Khotimah, Laurien Merinda, Rocan Hsing
2023/05/16
隨著電動車市場發展的迅速，對於鋰離子電池的能量密度要求也逐漸提升，同時為了降低成本而減少鈷元素使用下，高鎳含量層狀結構陰極材料的開發是主導後續儲能與電動車市場的關鍵。本研究即是針對上述目標，開發與探討鎳酸鋰陰極材料的合成與後續使用可能性。根據研究結果指出，鎳酸鋰中的鎳離子之所以無法保持理想的三價氧化價數，原因即是在於材料合成時所給予的氧氣濃度不足導致鎳離子會自發性還原成二價氧化價數，進而後續造成表面形成大量氫氧化鋰或是碳酸鋰，甚至是釋出氣體等的相關問題，這將會使得鎳酸鋰材料表面被非離子導電物質所覆蓋，阻值升高而無法被電池所利用。本研究採用高濃度氧氣分壓(2.6 atm)進行合成，透過結果指出，這樣的鎳酸鋰不但可以改善鎳離子無法保持三價的問題之外，同時於一般濕度大氣曝露的環境下，改善後的鎳酸鋰陰極材料依然可以保持其材料結構穩定性，並且展現非常良好的壽命與倍率性能。