AEM：多晶和单晶NCM正极材料的颗粒开裂、活性表面积和锂扩散的量化
Nanoyu
具有高镍含量的LixNi1−y−zCoyMnzO2（NCM）系列正极活性材料是高性能锂离子电池正极活性材料（CAMs）的首选。除了高比容量外，这些层状氧化物还具有高比能量、高功率和长循环寿命。最近，由于需要更高的库仑效率，NCM单晶颗粒的开发使其具有更长的寿命。
近日，德国吉森大学Jürgen Janek，Raffael Ruess报道了从电荷转移阻力和锂化学扩散系数等关键参数出发，研究了不同粒径和形貌的CAMs的电化学性能。
文章要点
1）研究发现，在多晶NCM材料中，次级颗粒的破裂导致液态电解质渗入CAM中，降低了电荷转移电阻，使表观扩散系数增加了一个数量级以上。相比之下，由于单晶NCM在循环后几乎没有裂纹，研究人员没有没有观察到这些效应。因此，当大的“未破裂”的次级颗粒在低电位和低容量下循环时，会导致严重的动力学限制。
这些结果表明，NCM多晶颗粒的破裂不仅不是完全有害的，而且还有助于实现高的可逆容量和倍率性能。因此，CAM颗粒尺寸和形貌的优化是富镍NCMs实现良好倍率性能的关键。
参考文献
Enrico Trevisanello, et al, Polycrystalline and Single Crystalline NCM Cathode Materials—Quantifying Particle Cracking, Active Surface Area, and Lithium Diffusion, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202003400
https://doi.org/10.1002/aenm.202003400
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