用高通量粉末原子层沉积技术改进锂离子电池正极

使用或储存的电池内部会发生不必要的反应,导致性能下降。表面涂层可用于减缓或钝化许多不必要的反应,如锂库存损失、过渡金属溶解和固体电解质界面(SEI)生长。

图片来源:Shutterstock/ Flegere

这个原子层沉积该工艺提供了最精确、可扩展、性能最佳、可重复和经济高效的涂层工艺,以减少不必要的反应并提高电池的性能。

ALD可用于大范围的阴极和阳极粉末,以提供诸如阻抗增长缓慢,低气体生成,更长的循环寿命和更高的电压利用率。

许多财富500强公司目前正在利用高通量ALD系统优化其特定电极粉末和电池的ALD涂层,该系统每天可处理3000-30000千克粉末(每个系统每年约10000吨),总涂层成本不超过1美元/千克(资本支出+运营支出)。

ALD改善电池材料欧洲杯足球竞彩

阳极和阴极粉体上的ALD涂层提高了电池性能,ALD涂层从表面稳定了材料。欧洲杯足球竞彩ALD涂层的稳定性降低了SEI的形成,减少了金属的溶解,降低了锂的库存损失。

根据应用程序的不同,这些效果会带来以下好处:

  • 日历时间长
  • 更高的电压运行(和相应的更高容量)
  • 较低的阻抗增长在循环,导致更高的容量后循环
  • 减少气体的产生
  • 增强安全性(更高的热失控起始温度,电弧测量等)
  • 长循环寿命

这些优点可以从以下材料中看到:欧洲杯足球竞彩

阳极粉

硅/碳复合材料,合成石墨,天然石墨,硅

阴极粉末

NCM(>80%Ni,811721622532),LCO(4.5V,4.6V),NCA(>80%Ni,>90%Ni),LMO(尖晶石和非尖晶石类型),LMNO

在阴极粉末上使用涂层时,镍(Ni)浓度越高,阴极材料越不稳定,表面涂层越重要。与其他高镍材料涂层技术相比,ALD涂层具有最大的优势。欧洲杯足球竞彩

即使是非常薄(小于一纳米)的ALD涂层也可以为阳极粉末涂层提供更高的电压性能和显著提高的电池周期寿命。

当将包覆阳极和包覆阴极结合在一起时,某些系统(如LCO/石墨系统)甚至可以看到更多的优点。这包括更高的容量保持周期寿命和更高的初始比放电容量。

各种ALD化学产品是可能的

多种材料的ALD涂层已被证明可以在不同的方式和不同欧洲杯足球竞彩的应用中提高电池性能。大多数工艺的主要化学选择是氧化铝,它可以提高本文概述的电池性能指标。

许多公司现在正在探索先进的涂料,比如那些设计用于具有更高传输数和锂离子迁移率的涂料。这些先进的ALD涂层通常适用于包含固态组件的混合电池、锂离子电池和全固态电池系统。

目前开发的先进ALD涂层用于电池材料包括金属磷酸盐、金属氟化物、金属氧化物(除氧化铝外)和锂金属氧化物。欧洲杯足球竞彩先进的ALD涂层,也可以考虑用于电池材料,包括混合氧化物/碳涂层,聚合物涂层和硫涂层,等等。欧洲杯足球竞彩

ALD涂层电池材料的示例数据欧洲杯足球竞彩

最近的涂层显示了特别的优点,快速充电的nmc811和高电压操作的LCO,尽管ALD涂层材料欧洲杯足球竞彩展示多种电池材料的优点。欧洲杯足球竞彩这一最近的工作(如下所示)对于消费电子(LCO)和汽车电池(NMC811)至关重要。

811快速充电(4C/1C)数据显示,涂有ALD的NMC811(蓝色,上一行)优于不涂ALD的NMC811(灰色,下一行)。这两种材料都是在未涂覆的石墨上循环,电压可达4.2 V。

811快速充电(4C/1C)数据显示,涂有ALD的NMC811(蓝色,上一行)优于不涂ALD的NMC811(灰色,下一行)。这两种材料都是在未涂覆的石墨上循环,电压可达4.2 V。

图片来源:锻造纳米

石墨快速充电(4C/1C)数据显示ALD涂层石墨(蓝色,顶部线)优于未涂层石墨(灰色,底部线)。两者都在未涂层NMC811的4.2 V下循环。

石墨快速充电(4C/1C)数据显示ALD涂层石墨(蓝色,顶部线)优于未涂层石墨(灰色,底部线)。两者都在未涂层NMC811的4.2 V下循环。

法师信用:锻造纳米

LCO生命周期数据显示,涂有ALD的LCO(蓝色,顶部线)比不涂ALD的LCO(灰色,底部线)更好。两者都是在未涂层石墨上循环的。

LCO生命周期数据显示,涂有ALD的LCO(蓝色,顶部线)比不涂ALD的LCO(灰色,底部线)更好。两者都是在未涂层石墨上循环的。

图片来源:锻造纳米

石墨生命周期数据显示ALD涂层石墨(蓝色,顶部线)比未涂层石墨(灰色,底部线)更好。两者都是循环针对未涂层LCO高达4.4 V。

石墨生命周期数据显示ALD涂层石墨(蓝色,顶部线)比未涂层石墨(灰色,底部线)更好。两者都是循环针对未涂层LCO高达4.4 V。

图片来源:锻造纳米

LCO和石墨,高V(4.5 V)生命周期数据显示,ALD涂层石墨与ALD涂层LCO(蓝色,顶线)的对比优于未涂层石墨(灰色,底线)与未涂层LCO的对比

LCO和石墨,高V (4.5 V)生命周期数据显示ALD涂层石墨对抗ALD涂层LCO(蓝色,顶部线)优于未涂层石墨(灰色,底部线)对抗未涂层LCO。

图片来源:锻造纳米

40 Ah汽车袋式电池(NMC 811)

对于筛选材料,硬币电池是一个欧洲杯足球竞彩很好的方法,但需要更大的电池充分了解ALD涂层对电池材料的价值。使用ALD涂层生产了40 Ah汽车袋电池,目前正在进行电化学测试。该项目的目的是证明ALD涂层可以提高大电池的安全性和性能。

关于建立纳米

Forge Nano Inc.是超薄表面改性技术的世界领导者,其市场包括催化、添加剂制造、储能、电子材料、吸附剂等,位于科罗拉多州丹佛市和其他地区之外。Forge Nano与战略合作伙伴合作,共同开发ALD改性材料并将其整合到商业供应链中。欧洲杯足球竞彩

建立纳米的能力

超过15内部“肾上腺脑白质退化症”的系统用于粉末和物体涂层,包括中试、研究和商业规模系统,每天可处理1.0 g至30000 kg粉末。全币式电池(很快就是袋式电池)制造和测试实验室,250个Maccor和Arbin测试通道,约1/2位于环境室中

博士。科学家、职业科学家和认证专业工程师是世界上经验最丰富、知识最渊博的ALD粉末团队,拥有20多年设计和制造粉末ALD系统的经验

使用Forge Nano

Forge Nano每天帮助客户进行ALD材料的研发和商业化。欧洲杯足球竞彩在研发方面,他们为概念验证提供研究服务,并在全球销售他们的研发设备。2020欧洲杯下注官网为了商业化,它们提供产品、生产设备和知识产权许可的联合开发。2020欧洲杯下注官网

这些信息已经从Forge Nano提供的材料中获得,审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问建立纳米。

引用

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  • 美国心理学协会

    锻造纳米。(2021年2月17日)。采用高通量粉末原子层沉积技术改进锂离子电池阴极和阳极。亚速姆。于2021年7月9日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19966.

  • MLA

    建立纳米。“用高通量粉末原子层沉积技术改进锂离子电池正极”。AZoM.2021年7月09年。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19966 >。

  • 芝加哥

    建立纳米。“用高通量粉末原子层沉积技术改进锂离子电池正极”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19966。(2021年7月9日生效)。

  • 哈佛大学

    锻造纳米。2021用高通量粉末原子层沉积技术改进锂离子电池正极.viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19966。

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