鋰離子電池的退化過程是多尺度的、異質(zhì)的、動(dòng)態(tài)的，并且取決于電池的使用情況。LiNiO2過充電期間的降解機(jī)制在材料層面上是眾所周知的，其特征是O2氣體釋放和LiNiO2的伴隨表面重建。然而，關(guān)于高壓相形成（即O1）在天然氣生產(chǎn)中的作用仍存在爭(zhēng)議。此外，關(guān)于產(chǎn)生的氣體對(duì)電池組件（陽極或傳感器）的影響，或過充電對(duì)電極水平行為的影響，目前仍不明確。近日，格勒諾布爾-阿爾卑斯大學(xué)Sandrine Lyonnard、Quentin Jacquet報(bào)道了LiNiO2/石墨硅鋰離子電池過充電過程中的反應(yīng)機(jī)理。
本文要點(diǎn)：
1) 在LiNiO2/石墨硅電池的形成和過充電過程中，作者使用操作質(zhì)譜和測(cè)量氣體逸出，同時(shí)使用操作微小/廣角X射線散射（SAXS/WAXS）映射空間分辨納米結(jié)構(gòu)和晶格參數(shù)變化。
2) 相關(guān)操作表征實(shí)驗(yàn)允許（1）確認(rèn)即使在充電結(jié)束時(shí)產(chǎn)生大量氣體，也不存在O1相，（2）揭示氣體對(duì)參比電極的影響，（3）表明過充電通過產(chǎn)生滯后于整體電化學(xué)的局部退化區(qū)域來增加面內(nèi)反應(yīng)的不均勻性。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于優(yōu)化類似化學(xué)物質(zhì)器件的老化非常重要，特別是富鎳陰極。
Quentin Jacquet et.al Mapping Reaction Mechanism During Overcharge of a LiNiO2/Graphite–Silicon Lithium-Ion Battery: A Correlative Operando Approach by Simultaneous Gas Analysis and Synchrotron Scattering Techniques Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202404080
