중국 리튬 배터리 사전 리튬 화 연구 현황 및 리튬 보충 관련 특허 기술

리튬 이온 배터리를 처음 충전하는 동안 유기 전해질은 흑연과 같은 음극 표면에서 분해 및 분해되어 고체 전해질 상 계면 (SEI) 막을 형성하여 영구적으로 많은 양의 리튬을 소모합니다. 첫 번째 사이클의 쿨롱 효율 (ICE) 편차를 유발합니다. 낮음, 리튬 이온 배터리의 용량과 에너지 밀도를 줄입니다.

기존 흑연 소재는 최초 비가 역적 리튬 손실이 5 ~ 10 %이고 고용량 양극 소재의 경우 최초 리튬 손실이 훨씬 더 높습니다 (실리콘의 비가 역적 용량 손실은 15 ~ 35 %에 이릅니다). 이 문제를 해결하기 위해 사람들은 사전 석화 기술을 연구했습니다. 전극 재료는 SEI 필름의 형성으로 인한 비가 역적 리튬 손실을 상쇄하기 위해 사전 리튬 화를 통해 리튬으로 재충전되어 배터리의 총 용량과 에너지 밀도를 증가시킵니다.

FIRSTEK은 음극에 리튬을 보충하고 양극에 리튬을 보충하는 두 가지 방향에서 최근 몇 년 동안의 사전 리튬 화 기술의 연구 진행 상황을 요약했습니다.

양극 리튬 보충 기술

일반적인 사전 리튬 화 방법은 리튬 호일 보충, 리튬 분말 보충 등과 같은 음극 리튬 보충이며, 이는 현재 핵심 개발 사전 리튬 화 공정입니다. 또한 리튬 실리사이드 분말과 전해 리튬 염 수용액을 이용한 사전 석화 기술도 있습니다.

1. 리튬 포일은 리튬을 보충합니다

리튬 호일 보충은 자체 방전 메커니즘을 사용하여 리튬을 보충하는 기술입니다. 금속 리튬의 전위는 -3.05V (vs. SHE, 표준 수소 전극)로 모든 전극 재료 중에서 가장 낮습니다. 전위차의 존재로 인해 음극 물질이 금속 리튬 호일과 접촉하면 음극에 Li +가 삽입됨에 따라 전자가 자발적으로 음극으로 이동합니다.

N. Liu et al. 스테인리스 스틸 기판에서 성장한 실리콘 나노 와이어 (SiNW)의 음극에 전해질을 떨어 뜨린 다음 리튬 금속 호일에 직접 접촉하여 리튬을 보충했습니다. 리튬 보충 후 음극에 대해 반쪽 전지 테스트를 수행했습니다. 리튬을 보충하지 않은 SiNW의 개방 회로 전압 (OCV)은 1.55V이고 0.01 ~ 1.00V에서 최초 0.1C 방전시 리튬 삽입의 비 용량은 3800mAh / g이며; 리튬 보충 후 SiNW의 OCV는 0.25V이며 최초의 리튬 삽입 비 용량은 1600mAh / g입니다. OCV의 변화와 리튬 삽입의 특정 용량은 리튬 보충 후 Si가 부분적으로 Li와 반응했음을 보여줍니다.

J. Hassoun et al. 리튬을 보충하기 위해 전해액에 180 분 동안 담근 리튬 포일과 주석-탄소 (Sn-C) 음극을 직접 접촉 시켰습니다. 0.01 ~ 2.0V에서 80mA / g의 하프 셀로 테스트 한 결과, 리튬 보충 후 Sn-C의 비가 역적 비용 량이 680mAh / g (63 %)에서 65mAh / g (14 %)로 감소했습니다. 음극과 LiNi0. 45Co0. 1Mn1. 45O4는 전체 배터리를 구성하며 3.1 ~ 4.8V에서 1. 0C의 속도로 테스트 된 ICE는 100 %에 가깝고주기가 안정적이며 속도 성능이 좋습니다. 5.0 C 비방전 용량은 110mAh / g에 이르며, 이는 0.2C의 방전 용량보다 14 % 만 낮습니다.

음극은 리튬 호일과 직접 접촉하여 사전 리튬 화 될 수 있지만 사전 리튬 화 정도는 정확하게 제어하기가 쉽지 않습니다. 불충분 한 소송은 ICE를 충분히 개선 할 수 없습니다. 과도한 리튬 보충은 음극 표면에 금속 리튬 도금층을 형성 할 수있다.

HJ Kim et al. 리튬 호일을 통해 실리콘 산화물 음극 (c-SiOx)에 리튬을 보충하기 위해 외부 단락 회로를 사용했습니다. 비교 실험은 외부 단락의 저항이 100Ω이고 단락 시간이 30 분이면 ICE를 극대화 할 수 있음을 보여줍니다. 리튬 보충 전과 후 c-SiOx의 반쪽 전지 테스트를 수행하고 0.01 ~ 1.50 V에서 0.07 C의 처음 5 사이클, 리튬 보충 전 전극의 쿨롱 효율은 73.6 % 및 94.7이었습니다. %, 96.6 %, 97.5 % 및 98.0 %; 리튬 보충 후 전극의 쿨롱 효율은 94.9 %, 95.7 %, 97.2 %, 97.9 % 및 98.3 %입니다. 전체 배터리는 c-SiOx와 LiNi0로 구성됩니다. 8 Co0. 15 Al0. 05 O2, 10mA / g의 전류로 2.5 ~ 4.2V에서 테스트 한 결과, 리튬 보충 후 배터리의 비방전 용량이 리튬 보충 전과 변경되었습니다. 106. 33mAh / g는 165.09mAh / g로, ICE는 58.85 %에서 85.34 %로 증가했습니다.

ZY Cao 등은 리튬 포일로 리튬 보충의 안전성을 향상 시켰습니다. 설계된 활물질 / 폴리머 / 리튬 금속 3 층 구조 음극은 주위 공기 (상대 습도 10 % -30 %)에서 30-60 분 동안 안정 될 수 있습니다. 3 층 구조는 구리 호일에 전기 화학적으로 증착 된 금속 리튬 층이며, 리튬 층은 PMMA (폴리 메틸 메타 크릴 레이트) 보호 층과 활물질 층으로 코팅됩니다. 리튬 층의 두께를 변경하면 리튬 보충 정도를 제어 할 수 있습니다. PMMA를 용해시키기 위해 전해질을 배터리에 주입 한 후 리튬 층과 활물질이 직접 접촉하여 사전 석화를 완료합니다. 리튬을 보충하기 위해 3 층 구조의 흑연을 사용하여 0.01 ~ 1.0V에서 0.1C로 테스트 한 결과 ICE는 92.0 %에서 99.7 %로 증가했습니다. 순수 실리콘 음극이 리튬으로 충전 된 후, 첫 번째 충 방전은 거의 용량 손실이 없습니다. 리튬 보충을 위해 리튬 박을 사용하는 것이 효과는 좋지만 리튬 보충 공정은 임시 배터리 나 전기 화학 소자에서 완료되어야하고, 스케일 업이 어렵다.

2. 안정화 된 리튬 금속 분말 (SLMP)

리튬 분말 보충 리튬은 Formica에서 제안했습니다. 개발 된 SLMP는 3600 mAh / g의 비 용량을 가지며 표면은 2 ~ 5 %의 탄산 리튬 (Li2CO3)의 얇은 층으로 덮여있어 건조한 환경에서 사용할 수 있습니다. SLMP를 음극의 사전 석판화에 적용하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 혼합 공정 중에 추가하거나 음극 표면에 직접 추가하는 것입니다.

기존 음극 화합물 슬러리는 폴리 비닐 리덴 플루오 라이드 (PVDF) / 메틸 피 롤리 돈 (NMP) 또는 스티렌 부타디엔 고무 (SBR) + 카르복시 메틸 셀룰로오스 (CMC) / 탈 이온수 시스템을 사용하지만 SLMP는 극성 용매와 호환되지 않습니다. 헥산 및 톨루엔과 같은 비극성 용매에만 분산 될 수 있으므로 기존 혼합 공정에서 직접 첨가 할 수 없습니다. L. Wang et al. 흑연 전극 슬러리에 SLMP를 직접 혼합하기 위해 SBR-PVDF / 톨루엔 시스템을 사용했습니다. 첫째, 흑연과 PVDF를 NMP 용매에 혼합하고 건조하여 PVDF 코팅 흑연을 형성합니다. 그런 다음 SLMP, PVDF 코팅 흑연 및 전도성 카본 블랙을 톨루엔에 혼합합니다. 마지막으로 SBR이 추가됩니다. SLMP에 의한 음극의 사전 리튬 화 후 0.01 ~ 1.0V 및 0.05C의 조건에서 배터리 ICE는 90. 6 %에서 96.2 %로 증가했습니다.

혼합 과정에서 첨가하는 것과 비교하여 SLMP를 건식 음극 표면에 직접로드하는 것이 더 쉽습니다. MW Forney et al. 실리콘 (Si)-탄소 나노 튜브 (CNT) 음극의 사전 석화에 SLMP를 사용하고, Si-CNT 음극 표면에 질량 분율이 3 % 인 SLMP / 톨루엔 용액을 떨어 뜨 렸습니다. 영화, 활성화. 사전 석화 후 음극의 첫 번째 비가역 용량은 20 %에서 40 %까지 감소합니다.

G. Ai et al. 1 % SBR / 폴리스티렌을 포함하는 자일 렌 용액에 SLMP를 분산시켜 안정적인 SLMP 슬러리를 형성합니다. SLMP 슬러리는 건식 음극 표면에 코팅되어 흑연 및 SiO와 같은 음극의 사전 석화를 실현합니다. 사전 리튬 화 후 흑연|니켈-코발트-망간 삼원 물질 (NCM) 전체 배터리를 3.0 ~ 4.2V에서 0.1C에서 테스트하고 ICE가 82. 35 %에서 87. 80 %로 증가합니다. SiO|NCM 전체 배터리의 ICE는 비 석류화 56.78 %에서 사전 석화 후 88.12 %로 증가했습니다.

3. 리튬 실리사이드 분말

미크론 크기의 SLMP와 비교하여 나노 리튬 실리사이드 분말 (LixSi)의 크기 (100-200nm)가 더 작아서 음극에서 분산에 더 유리합니다. 또한 LixSi는 이미 팽창 된 상태이며, 사이클 동안의 부피 변화는 전체 전극의 구조에 영향을주지 않습니다. 현재 LixSi 리튬 보충 첨가제에 대한 연구는 거의 없으며 J. Zhao et al. LixSi'의 리튬 보충제 성능 및 안정성의 개선을 연구했습니다. 아르곤 분위기에서 200 ℃에서 실리콘과 금속 리튬의 합금 반응은 Li2O로 코팅 된 LixSi 재료를 합성하는 데 사용됩니다. 반쪽 전지 시스템은 0.01 ~ 1.00 V에서 0.05 C에서 충전 및 방전되었습니다. 15 % LixSi를 추가 한 후 실리콘 음극의 ICE는 76 %에서 94 %로 증가했습니다. 9 % LixSi가 추가 된 중상 탄소 미소 구 (MCMB) ICE는 75 %에서 99 %로 증가했습니다. LixSi가 7 % 인 흑연 양극의 ICE는 87 %에서 99 %로 증가했습니다. 전체 배터리 시스템에서 LixSi가 7 % 인 흑연|LiFePO4 배터리의 ICE는 77. 6 %에서 90.8 %로 증가했으며 후속 사이클 테스트에서 더 높은 용량을 가지고 있습니다.

합성 된 LixSi는 리튬 보충 성능이 좋지만 건조한 공기에서만 상대적 안정성을 유지할 수 있습니다. 이슬점이 -50 ℃ 인 건조한 공기에 5 일간 노출되면 용량이 30 % 감소하고 대기 환경에서 완전히 비활성화됩니다. LixSi의 안정성을 개선하기 위해 1-fluorodecane을 사용하여 입자 표면을 줄여 고밀도 코팅을 형성 할 수 있습니다. 코팅 된 LixSi를 건조한 공기에 5 일 동안두면 감쇠가 거의 없습니다. 상대 습도 10 %의 공기 중에 6 시간 동안 0.01 ~ 1.0V 및 0.02C 조건에서 방치 한 후에도 용량은 여전히 ​​1604mAh / g로 높고 용량 유지율 77 %에 도달합니다. 리튬 보충을 위해 흑연 음극에 5 %를 추가합니다. 0.005 ~ 1.500V 및 0.05C 조건에서 ICE는 87.0 %에서 96.7 %로 증가합니다. LixSi의 안정성을 더욱 향상시키기 위해 Si 대신 SiO 및 SiO2를 원료로 사용하여 LixSi-Li2O 복합 재료를 합성 할 수 있습니다. 복합 재료를 상대 습도 40 %의 공기 중에 6 시간 동안 방치 한 후 0.01 ~ 1.0V 및 0.02C 조건에서 비 용량은 1240mAh / g에 이릅니다. LixSi-Li2O 복합재 두 가지 원료에서 합성 된 재료는 모두 우수한 리튬 보충 성능을 보여줍니다.

4. 리튬 보충용 전해 리튬 염 수용액

리튬을 보충하기 위해 리튬 호일, SLMP 또는 리튬 실리사이드 분말을 사용하든 금속 리튬을 사용합니다. 리튬 금속은 비싸고 활동성이 높으며 작동하기 어렵습니다. 보관 및 운송에는 높은 보호 비용이 필요합니다. 리튬 보충 공정에 금속 리튬이 포함되지 않으면 비용을 절감하고 안전 성능을 향상시킬 수 있습니다. HT Zhou et al. 전해조에서 Li2SO4 수용액을 전해하여 실리콘에 리튬을 보충합니다. 희생 전극은 Li2SO4에 담긴 구리선입니다. 리튬 보충 반응은 식 (1)에 표시됩니다.

MnOx|1A / g의 전류에서 4.2 시간 동안 전기 분해 후 Si 완전 배터리, 리튬 보충 MnOx|Si 배터리는 0.5 ~ 3. 8V, 0.5C, 1.0C, 2.0C, 4에서 테스트되었습니다. 0C 및 8. 0C의 특정 용량은 160mAh / g, 136mAh / g, 122mAh / g, 108입니다. 각각 mAh / g 및 92 mAh / g.

포지티브 리튬 보충 기술

매우 어렵고 입력량이 많은 음극 리튬 보충에 비해 양극 리튬 보충은 훨씬 간단합니다. 전형적인 양극 리튬 보충제는 양극을 혼합하는 과정에서 소량의 고용량 재료를 추가하는 것입니다. 충전 과정에서 Li +가 고용량 재료에서 제거되어 첫 번째 충전 및 방전의 비가 역적 용량 손실을 보완합니다. 현재 양극 리튬 보충 첨가제로 사용되는 재료는 주로 리튬이 풍부한 화합물, 전환 반응을 기반으로 한 나노 복합재 및 이원 리튬 화합물을 포함합니다.

1. 리튬이 풍부한 화합물

G. Gabrielli et al. 리튬이 풍부한 재료 Li1 + x Ni0 사용. 5 Mn1. Si-C의 비가 역적 용량 손실을 보상하기위한 5O4 | LiNi0. 5Mn1. 5O4 전체 배터리. 양극이 혼합 된 배터리는 100 사이클 동안 3,000 ~ 4.78V에서 0.33C에서 75 %의 용량 유지율을 갖는 반면 순수한 LiNi0.5 Mn1.5 O4 양극이있는 배터리는 51 %에 불과합니다. 또한 Si-C의 에너지 밀도 | LiNi0. 5 Mn1. 혼합 양극을 사용하는 5O4 배터리는 흑연보다 25 % 더 높습니다 | LiNi0. 5Mn1. 5O4 배터리.

Li2NiO2는 양극 리튬 보충 첨가제로도 사용할 수 있지만 공기에서의 안정성은 좋지 않습니다. MG Kim et al. 알루미늄 이소 프로 폭 사이드를 사용하여 Li2NiO2를 개질하고 공기 중에 안정하고 알루미나로 코팅 된 Li2NiO2 물질을 합성하여 리튬 보충 효과가 탁월합니다. 미 첨가 LiCoO2|graphite full battery, 2.75 ～ 4.20V, 0.2 C 조건에서 ICE는 92 %이고 Li2NiO2 4 %가 추가 된 배터리는 용량 손실이 거의 없으며 속도 성능은 첨가제 영향에 영향을받지 않습니다.

X. Su et al. LiCoO2 양극에 Li5FeO4 (LFO)를 추가하여 첫 번째 충전 중 하드 탄소 음극의 용량 손실을 보상했습니다. 하프 셀 테스트 결과 : 0.1 ° C에서 7 % LFO가 추가 된 LiCoO2 양극. 첫 번째 충전 및 방전 (2.75 ~ 4.30V)의 비 용량은 각각 233mAh / g 및 160mAh / g이며, 비가역 용량을 차지합니다. 31 %는 하드 카본 22 %의 첫 번째 비가 역적 용량 손실을 보상하기에 충분합니다. 전체 배터리 테스트 (2.75 ~ 4.30 V, 0.05 C) 결과 표시 : 7 % LFO가 추가 된 LiCoO2|하드 카본 풀 배터리의 가역 용량은 14 % 증가하고 에너지 밀도는 10 % 증가했으며 사이클 성능이 향상되었습니다. 50 사이클 후 전체 배터리의 비 용량 유지율이 90 % 미만에서 95 % 이상으로 증가했습니다. LFO가있는 LiCoO2 양극의 경우 혼합 및 코팅 공정이 불활성 분위기에서 수행되어야하며 대기 환경에서 LFO의 안정성이 개선되어야합니다.

2. 전환 반응에 기반한 나노 복합체

리튬이 풍부한 화합물은 리튬 보충제 첨가제로 특정 효과를 얻었지만 첫 번째 리튬 보충 효과는 여전히 더 낮은 비 용량으로 제한됩니다. 큰 충 방전 전압 히스테리시스로 인해 변환 반응을 기반으로하는 나노 복합체는 배터리의 첫 번째 충전시 많은 양의 리튬에 기여할 수있는 반면, 방전 과정에서는 리튬 삽입 반응이 발생하지 않습니다.

YM Sun et al. M / 리튬 옥사이드 (Li2O), M / 리튬 플루오 라이드 (LiF), M / 리튬 설파이드 (Li2S) (M=Co, Ni 및 Fe)의 양성 리튬 보충 첨가제로서의 성능을 연구했습니다. M / Li2O는 아르곤 분위기에서 MxOy와 용융 리튬을 혼합하여 합성됩니다. 합성 된 nano-Co / nano-Li2O (N-Co / N-Li2O) 복합 재료는 4. 1 ~ 2. 5V, 50mA / g에서 순환되고, 첫 번째 충전 비 용량은 619mAh / g에 도달합니다. 방전 특정 용량은 10mAh / g에 불과합니다. N-Co / NLi2O가 8 시간 동안 주변 공기에 노출 된 후, 특정 탈리 용량은 초기 값보다 51mAh / g 낮습니다. 2 일이 지난 후에도 탈리 화의 특정 용량은 여전히 ​​418mAh / g입니다. NCo / N-Li2O는 환경 안정성이 우수하고 상용 배터리의 생산 공정과 호환된다는 것을 보여줍니다. N-Co / N-Li2O와 유사하게, N-Ni / N-Li2O 및 N-Fe / N-Li2O는 또한 더 높은 비 충전 용량 (각각 506mAh / g 및 631mAh / g)과 매우 낮은 방전을 가지고 있습니다. 용량 (각각 11mAh / g 및 19mAh / g), 우수한 리튬 보충 성능.

LiF는 리튬 함량이 높고 안정성이 좋으며 잠재적 인 양극 리튬 보충 물질입니다. 변환 반응에 의해 만들어진 M / LiF 나노 물질은 낮은 LiF 전도도 및 이온 전도도, 높은 전기 화학적 분해 가능성, 유해한 분해 산물 문제를 극복 할 수있어 LiF는 우수한 양극 리튬 보충 첨가제가됩니다. LiF / Co는 4.2 ~ 2.5V에서 리튬 제거를위한 520mAh / g의 비 용량을 가지며 리튬 삽입을위한 비 용량은 4mAh / g에 불과하여 LiF / Co&# 39의 리튬 보충 용량에 도달 할 수 있음을 나타냅니다. 516mAh / g. LiF / Fe는 리튬 제거를위한 532mAh / g의 비 용량을 가지며 4. 3 ~ 2.5V에서 리튬 삽입을위한 26mAh / g의 비 용량을 가지며, 이는 LiF / Fe의 리튬 보충 용량이 506mAh / g임을 나타냅니다. . LiFePO4|4.8 % LiF / Co가 추가 된 Li 하프 셀, 2.5 ~ 4.2V에서 0.1C로 첫 번째 충전의 특정 용량이 197mAh / g에 도달하여 LiF / Co / g가없는 배터리의 164mAh보다 높습니다. 20.1 % 증가하면 비방전 용량이 비슷하며 사이클 안정성은 첨가제의 영향을받지 않습니다.

Li2S의 이론적 용량은 1166mAh / g에 이르지만 리튬 보충 첨가제로서 전해질과의 호환성, 절연성, 열악한 환경 안정성 등 해결해야 할 문제가 여전히 많습니다. 연구에 따르면 Li2 S에 금속을 도입하여 L2 S / M 복합 재료를 형성하면 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. CoS2와 금속 Li의 조합 인 Li2S / Co는 670mAh / g의 리튬 보충 용량을 가지고 있습니다. 4.8 % Li2S / Co가 추가 된 LFP 전극은 2.5 ~ 4.2V에서 0.1C로 첫 번째 충전의 비용 량이 204mAh / g으로 g를 추가하지 않은 전극보다 42mAh / g 더 높습니다. FeS2와 금속 Li로 합성 된 Li2 S / Fe는 480mAh / g의 리튬 보충 용량을 가지고 있습니다. 리튬 보충 용량은 Li2 S / Co보다 낮지 만 원료 FeS2는 자원이 풍부하고 가격이 저렴하므로 Li2 S / Fe가 더 나은 상업적 응용 가능성을 가지고 있습니다. 리튬이 풍부한 화합물이 많을수록 리튬 보충 용량이 더 높지만, 전환 반응을 기반으로 한 나노 복합물은 리튬을 처음 보충 한 후 비활성 금속 산화물, 불화물 및 황화물을 남겨 배터리의 에너지 밀도를 감소시킵니다.

3. 이원 리튬 화합물

리튬이 풍부한 산화물 (약 300mAh / g) 및 전환 반응 복합 재료 (500-700mAh / g)와 비교할 때 이원 리튬 화합물의 이론적 비 용량은 훨씬 더 높습니다. Li2O2, Li2O 및 Li3N의 이론적 인 특정 용량은 각각 1168mAh / g, 1797mAh / g 및 2309mAh / g에 이르며 유사한 리튬 보충 효과를 얻기 위해 소량의 추가 만 필요합니다. 이론적으로 리튬을 보충 한 후 이러한 물질의 잔류 물은 O2, N2 등으로 배터리의 SEI 필름 형성 중에 고갈 될 수 있습니다.

K. Park et al. 상업용 Li3N을 입자 크기 1 ~ 5μm의 분말로 분쇄하여 리튬 보충 첨가제로 사용합니다. 1 % 및 2 % Li3N LiCoO2 전극이 추가 된 하프 셀 시스템에서 3.0 ~ 4.2V에서 0.1C의 첫 번째 충전 비 용량은 167.6mAh / g 및 178.4mAh / g이며, 더 순수한 LiCoO2는 18.0 증가했습니다. mAh / g 및 28.7 mAh / g. 2 % Li3N 첨가 후 LiCoO2의 방전 용량|SiOx / C @ Si 배터리, 0.5C, 1.75 ~ 4. 15V는 첨가제가없는 배터리보다 11 % 높습니다. 혼합 전극의 전도도 문제를 해결하기 위해 LiCoO2 전극 표면에 Li3N을 증착하여 전극 전도도에 미치는 영향을 줄였습니다. 양극 표면에 5 % 첨가제가 증착 된 전체 배터리는 126.3mAh / g의 방전 비 용량을 가지며 이는 첨가제가없는 배터리보다 14.6mAh / g 더 높으며 속도 성능은 사이클 성능과 유사합니다. 또한 건식 전극 표면에 Li3N을로드하면 Li3N이 슬러리 용매 (예 : 메틸 피 롤리 돈)와 호환되지 않는 것을 방지 할 수 있습니다.

YJ Bie et al. 상용화 된 Li2O2와 LiNi0를 혼합했습니다. 33 Co0. 33 Mn0. 33 O2 (NCM)는 흑연 음극을 처음 충전하는 동안 리튬 손실을 보상합니다. 하이브리드 전극의 NCM은 활성 물질과 촉매의 이중 역할을합니다. Li2O2의 분해를 효율적으로 촉진하기 위해 1 % NCM-6 h (6 시간 동안 볼 밀링으로 얻은 NCM)를 양극에 첨가했습니다. 흑연|NCM / NCM-6 h / 2 % Li2O2 풀 배터리는 2.75 ~ 4.60 V에서 충전 및 방전되며, 0.1C의 첫 번째 가역 비 용량은 207.1mAh / g으로 흑연보다 7 더 높습니다. NCM 전체 배터리 8 %; 0.3C 가역 비 용량은 165.4mAh / g로 흑연보다 20. 5 % 높습니다. NCM 전체 배터리. 테스트에 따르면 Li2O2 분해에 의해 방출 된 산소는 전체 배터리에서 제한된 Li +를 소비하여 Li2O2가 포함 된 전체 배터리에서 상당한 용량 감소를 초래하지만 가스가 공급 된 후에 용량을 복원 할 수 있습니다. 퇴원. 실제 생산 공정에서 배터리의 첫 번째 충전은 개방형 시스템에서 수행됩니다. SEI 필름의 형성과 일부 부반응에 의해 형성된 가스는 밀봉 전에 배출되므로 O2 방출의 영향을 줄일 수 있습니다.

A. Abouimrane et al. 양극 리튬 보충 첨가제로서 마이크론 크기 Li2O의 효과를 연구했습니다. 20 % Li2O 첨가 SiO-SnCoC|Li1. 2Ni0. 15Mn0. 55Co0. 1O2 완전 배터리, 2.0 ~ 4. 5V주기에서 10mA / g, 첫 번째 방전 비용 량이 176mAh / g에서 254mAh / g로 증가했습니다. 실험 결과 리튬이 풍부한 물질 인 Li1이 나타났다. 2Ni0. 15Mn0. 55Co0. 1O2는 활성 물질과 촉매의 이중 역할을합니다.