钜大LARGE | 点击量：680次 | 2021年12月17日
UNIST研究团队开发新的涂层技术 可大幅提高锂电池使用寿命
由UNIST的科学家开发的一种新型锂离子电池（LIBs）涂层有望延长未来电动汽车（EVs）的行驶时间。在《自然能源》杂志上发表的一篇论文中描述了这种涂层，当它应用于锂离子电池时，即使在充放电超过500次后，也能提高循环稳定性。因此，一次电池充电就能行驶更远距离的EV电池的开发获得了相当大的动力。
UNIST能源与化学工程学院的杰出教授JaephilCho和他的研究团队公布了一种新的涂层技术，可以极大地抑制晶间裂纹、化学副反应和阻抗增长。根据研究团队的说法，鉴于这是在室温下发生的，而且二次粒子并没有改变晶体的体积，而是在晶界（GB）中产生剧烈的变化，因为它们被反应润湿浸润。
富镍(Ni-rich)材料被认为是很有前途的阴极材料，因为它们可以以较低的成本提供更高的容量。然而，传统的富镍阴极在寿命短方面受到限制，这是因为微裂纹和反复充电/放电操作导致的电解液的副反应。因此，为了防止电解液的劣化，目前在700℃以上热处理生产的所有材料的表面都涂上了一层保护膜。但是，一直存在着性能差、生产成本高的问题。
CoxB-NCM的电化学性能优于原始NCM。(e)CoxB-NCM/Gr和原始NCM/Gr全电池在1.0C下的循环性能，在25℃下的电压范围为2.8-4.3V。插图：组装好的袋式电池的照片
在该研究中，研究团队提出了一种室温合成路线，以实现二次粒子的全表面覆盖和对晶界的柔性灌注，从而提供了一种完整的"涂层加灌注"策略。通过该方法，他们构建了高质量的硼化钴(CoxB)金属玻璃灌注NCM二次粒子的反应润湿方法。在界面化学反应的强大驱动力下，纳米级硼化钴(CoxB)金属玻璃不仅完全包裹住二次粒子表面，而且还注入到一次粒子之间的晶界(GB)中。这是非凡的，因为它发生在室温下，二次粒子并没有改变晶体的体积，而是在GB中产生剧烈的变化，因为它们被反应润湿浸润。因此，它通过缓解缠绕的阴极侧晶间SCC、微结构退化和副反应，以及对阳极的TM交叉效应，提供了优越的电化学性能和更好的安全性。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
涂层加灌注微结构示意图，其中CoxB均匀涂覆在NCM二级颗粒表面，并灌注到NCM一级颗粒之间的GB中
他们的研究结果表明，采用新涂层方法构建的电池在500次循环中表现出了令人印象深刻的95%的容量保持率，与现有的富镍材料相比，寿命保持率提高了约20%。不仅如此，它还极大地提高了NCM的速率能力和循环稳定性，包括在高放电率和高温(45?℃)条件下，因为它极大地抑制了晶间裂纹、副反应和阻抗增长。
