Resumo do revestimento de superfície em materiais catódicos
Dec 16, 2024
O longo alcance e as capacidades de carregamento rápido dos veículos elétricos dependem de alto desempenho baterias de íon-lítio, sendo os materiais catódicos um dos mais cruciais componentes. No entanto, os cátodos são propensos a rachar durante o ciclo e apresentam reações colaterais persistentes com eletrólitos, comprometendo significativamente a ciclo de vida da bateria e desempenho da taxa. O revestimento de superfície pode mitigar o estresse, aumentar a molhabilidade dos eletrólitos líquidos, reduzir a carga interfacial transferir resistência e diminuir reações colaterais, efetivamente otimizando materiais catódicos. Apesar disso, a influência do propriedades físico-químicas de revestimentos superficiais no desempenho eletroquímico, bem como a sua evolução durante o ciclismo, ainda requer mais entendimento. Além disso, os materiais e métodos ideais de revestimento de superfície não foram sistematicamente resumidos e concluídos. 1. Requisitos para revestimento de superfície catódica Os requisitos para revestimento superficial incluem: 1) ser fino e uniforme; 2) possuir condutividade iônica e eletrônica; 3) ter alta mecânica propriedades e permanecendo estável após ciclos de carga/descarga; 4) o processo de revestimento sendo simples e escalável. 2. As funções do revestimento de superfície em materiais catódicos As funções do revestimento superficial em materiais catódicos incluem: 1) servir como barreira física para inibir reações colaterais; 2) eliminar HF para prevenir ataque químico pelo eletrólito e mitigar a dissolução da transição metais; 3) aumento da condutividade eletrônica e iônica; 4) modificação de superfície química para facilitar a transferência de carga iônica interfacial; 5) estabilizar o estrutura e reduzindo o estresse de transição de fase. 3 Estrutura/Morfologia do Revestimento 3.1 Revestimento Uniforme e Fino A camada de revestimento deve ser uniforme e fina. Cobertura completa do cátodo partículas protegerão o cátodo do ataque eletrolítico e inibirão reações. Além disso, uma fina camada de revestimento melhora a cinética no interface, melhorando o desempenho da bateria. 3.2 Revestimento Espesso Um revestimento espesso fornece uma boa barreira física entre o cátodo e o eletrólito. No entanto, revestimentos mais espessos podem dificultar a difusão do lítio durante processos de intercalação e desintercalação, potencialmente com bom desempenho sob operações de alta temperatura. 3.3 Camada de revestimento tipo ilha/áspera Conseguir um revestimento fino e uniforme em todo o material usando os processos de revestimento úmido são desafiadores. As camadas de revestimento formadas por estes os processos são difíceis e desiguais. 4. Processos/Estratégias de Revestimento 4.1 Processos úmidos 4.1.1 Revestimento Sol-Gel O processo de revestimento sol-gel é comumente usado para sintetizar materiais catódicos e revestimento de superfície. No entanto, o uso de água ou outros solventes aumenta custos. Além disso, solventes como a água p...
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