镍钴锰基正极材料表面结构演变机制研究

摘要

近年来,锂离子电池(LIBs)在日常生活中发挥着越来越重要的作用。在此,通过原子分析和球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)以及电子能量损失谱(EELS)模拟分析,全面研究了层状过渡金属氧化物LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523)单晶颗粒的降解机制。材料表面附近的结构转变是包括催化、记忆和储能在内的广泛应用的功能机制的基础。在锂离子电池的层状氧化物阴极中,我们观察到岩盐相的转变是从近表层开始的,而不是从最表面开始。将原子水平的扫描透射电子显微镜成像与电子能量损失光谱相结合,我们发现重建的近表层,以层状和尖晶石状结构的离散斑块为特征,其中却存在大量的2价金属原子,我们的研究结果为层状阴极结构转变的原子尺度机制提供了基本的见解。