磷化工團隊在亞微米尺度鋰電正極材料的可控制備中取得新進展
近日,昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院、云南省磷化工節(jié)能與新材料重點實驗室在鋰離子電池三元正極材料(NCM)的亞微米級可控制備領(lǐng)域取得新進展,相關(guān)研究成果“Synthesis of submicron-sized LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2cathode particles via reverse microemulsion method: Tailoring size, interfacial properties, and enhanced electrochemical performance for lithium-ion battery”發(fā)表在化學(xué)工程領(lǐng)域知名期刊Chemical Engineering Science上(https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.119965)。論文第一作者為我院2021紀(jì)碩士研究生劉先帥,通訊作者為謝于輝副教授和謝德龍教授,通訊單位為昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院。

鋰離子電池三元正極材料(NCM)具有較高的能量密度和較好的低溫容量保持率等特性,然而NCM材料組裝的鋰離子電池的放電容量、倍率性能和電化學(xué)等性能受到材料粒度的影響較大。傳統(tǒng)方法主要聚焦于微米尺度的正極材料的合成與表面改性,對于亞微米尺度正極材料的研究較少。云南省磷化工節(jié)能與新材料重點實驗室采用反向微乳液法,設(shè)計了一種不會因添加絡(luò)合劑而發(fā)生破乳和沉淀的反向微乳液體系,并通過氨體積變量和水體積變量實現(xiàn)了對前驅(qū)體的調(diào)節(jié),制備出了粒徑分布窄、形貌不同的單顆粒NCM材料,實現(xiàn)了對NCM正極材料從180 nm到340 nm亞微米尺度范圍的調(diào)控,探討了亞微米尺度下NCM材料性能、電化學(xué)性能和循環(huán)性能的差異。該方法為NCM的制備提供了一種新的方法,而微乳液的可控界面和穩(wěn)定體系特征有望為NCM正極材料的表界面改性提供新的途徑。

研究工作得到昆明理工大學(xué)“雙一流”科技專項、云南省基礎(chǔ)研究基金項目以及云南省磷化工節(jié)能與新材料重點實驗室、云南省高校磷化工重點實驗室等平臺的資助。