Tecnologia de suplemento de lítio para cátodo e ânodo de baterias de iões de lítio
Suplemento de lítio do material do elétrodo por pré-litização contraria a perda irreversível de lítio causada pela formação da película SEI.
Índice
Durante a primeira carga de uma bateria de iões de lítio, o eletrólito orgânico irá reduzir-se e decompor-se na superfície do ânodo, como a grafite, para formar uma película de interface de fase electrolítica sólida, consumindo permanentemente uma grande quantidade de lítio da materiais catódicosresultando numa baixa eficiência coulombiana no primeiro ciclo e reduzindo a capacidade e a densidade energética da bateria de iões de lítio. Para resolver este problema, foi investigada a tecnologia de pré-litização.
O suplemento de lítio do material do elétrodo por pré-litização contraria a perda irreversível de lítio causada pela formação da película SEI para aumentar a capacidade total e a densidade energética da bateria.
Tecnologia de suplemento de lítio para ânodos
O método comum de pré-litização é o suplemento de lítio do ânodo, como o suplemento de lítio por folha de lítio, o suplemento de lítio por pó de lítio, etc., são os processos de pré-litização que estão atualmente a ser desenvolvidos. Além disso, existem também tecnologias que utilizam pó de siliceto de lítio e solução electrolítica de salmoura de lítio para realizar a pré-litização.
Suplemento de lítio através de folha de lítio
O suplemento de lítio por folha de lítio é uma técnica de suplemento de lítio que utiliza o mecanismo de auto-descarga. O potencial do lítio metálico é o mais baixo de todos os materiais de eléctrodos e, devido à diferença de potencial, quando o ânodo de bateria de iões de lítio está em contacto com a folha de lítio metálico, os electrões movem-se espontaneamente para o ânodo, acompanhados pela incorporação de Li+ no ânodo.
O ânodo de nanofios de silício crescidos num substrato de aço inoxidável foi sujeito a um suplemento de lítio através da adição de eletrólito gota a gota e, em seguida, contactando-o diretamente com a folha de lítio. Foram efectuados testes de meia célula no ânodo suplementado com lítio e verificou-se que: a tensão de circuito aberto sem o suplemento de lítio era de 1,55 V, e a primeira descarga de 0,1 C em O ânodo suplementado com lítio tinha uma tensão de circuito aberto de 1.55 V e uma capacidade de lítio incorporada de 3800 mAh/g a 0,01-1,00 V para a primeira descarga de 0,1 C; o nanofio de silício com suplemento de lítio tinha uma tensão de circuito aberto de 0,25 V e uma capacidade de lítio incorporada de 1600 mAh/g pela primeira vez.
O ânodo de estanho-carbono foi diretamente contactado com a folha de lítio impregnada de eletrólito durante 180 minutos, tendo sido realizado um suplemento de lítio. O suplemento de lítio foi testado com uma meia-célula e a capacidade específica irreversível do estanho-carbono foi reduzida de 680 mAh/g para 65 mAh/g após o suplemento de lítio. O ânodo foi constituído como uma célula completa e a multiplicidade de 1,0C foi testada entre 3,1 e 4,8.
Embora a pré-litização do ânodo possa ser obtida por contacto direto com a folha de lítio, o grau de pré-litização não é fácil e precisamente controlado. Uma litiação insuficiente não melhora suficientemente o ICE, ao passo que um suplemento excessivo de lítio pode levar à formação de uma camada de lítio metálico na superfície do ânodo.
Os investigadores melhoraram a segurança do suplemento de lítio através de uma folha de lítio e conceberam um ânodo com uma estrutura de três camadas de material ativo/polímero/lítio metálico que pode ser estável no ar ambiente durante 30-60 minutos, o que é suficiente para o ânodo ser processado. As três camadas são: uma camada de lítio metálico depositada electroquimicamente sobre uma folha de cobre, uma camada protetora de polimetilmetacrilato revestida sobre a camada de lítio e uma camada de material ativo.
Pó de lítio metálico estabilizado
O suplemento de lítio por pó de lítio é proposto pela FMC, que desenvolveu SLMP com uma capacidade específica até 3600mAh/g e uma fina camada de carbonato de lítio de 2% a 5% coberta na superfície, que pode ser utilizada num ambiente seco. Existem duas formas principais de aplicar o SLMP na pré-litização do ânodo: adicionando-o durante o processo de polpação ou adicionando-o diretamente à superfície das folhas do ânodo.
A pasta de ânodo convencional utiliza PVDF/NMP ou SBR+CMC/sistema de água desionizada, mas o SLMP é incompatível com solventes polares e só pode ser disperso em hexano, tolueno e outros solventes não polares, pelo que não pode ser adicionado diretamente no processo de pasta convencional. Com o sistema SBR-PVDF/tolueno, o SLMP pode ser misturado diretamente na pasta do elétrodo de grafite. Após a pré-litização do ânodo por SLMP, o ICE da célula aumentou de 90,6% para 96,2% a 0,01 a 1,00V e 0,05C.
É mais simples e mais fácil carregar o SLMP diretamente na superfície seca do ânodo do que adicioná-lo durante o processo de polpação. O SLMP foi utilizado para pré-litizar o ânodo de nanotubos de sílica-carbono, deixando cair uma solução SLMP/tolueno com uma fração mássica de 3% na superfície do ânodo de nanotubos de sílica-carbono e, em seguida, pressionando-o e activando-o após a evaporação do solvente de tolueno. Após a pré-litização, a primeira capacidade irreversível do ânodo foi reduzida de 20% para 40% .
Siliceto de lítio em pó
A pequena dimensão do nanopó de siliceto de lítio é mais favorável à dispersão no ânodo. Além disso, já se encontra num estado inchado e a alteração de volume durante o ciclo não afecta a estrutura de todo o elétrodo. Atualmente, existem poucos estudos sobre os aditivos utilizados na forma de suplemento de lítio do pó de siliceto de lítio, e apenas alguns investigadores estudaram o desempenho do suplemento de lítio e a melhoria da estabilidade do pó de siliceto de lítio.
O sistema de meia-célula foi carregado e descarregado entre 0,01 e 1,00 V a 0,05 C. O ICE do ânodo de sílica aumentou de 76% para 94% com a adição de 15% de pó de siliceto de lítio; o ICE das microesferas de carbono de fase intermédia aumentou de 75% para 99% com a adição de 9% de pó de siliceto de lítio; e o ICE do ânodo de grafite aumentou de 87% para 99% com a adição de 7% de pó de siliceto de lítio.
Suplemento de lítio por eletrólise de uma solução aquosa de salmoura de lítio
Quer o suplemento de lítio seja efectuado utilizando folha de lítio, SLMP ou pó de siliceto de lítio, está envolvida a utilização de lítio metálico. O lítio metálico é caro, reativo, difícil de manusear e requer custos elevados de armazenamento e transporte para proteção. Se o processo de suplemento de lítio não envolver lítio metálico, pode poupar custos e melhorar o desempenho em termos de segurança. O silício pode ser suplementado com lítio através da eletrólise de uma solução aquosa de Li2SO4 numa célula electrolítica, sendo o elétrodo de sacrifício um fio de cobre imerso em Li2SO4.
Tecnologia de suplemento de cátodo de lítio
Um suplemento de lítio típico do cátodo é uma pequena quantidade de material de elevada capacidade adicionada ao processo de síntese do cátodo e, durante o processo de carregamento, o Li+ é removido do material de elevada capacidade para complementar a perda irreversível de capacidade durante a primeira carga e descarga. Atualmente, os principais materiais utilizados como aditivos para o suplemento de lítio do cátodo são: compostos ricos em lítio, nanocompósitos baseados em reacções de conversão e compostos binários de lítio.
Compostos ricos em lítio
O material rico em Li Li1+xNi0.5Mn1.5O4 foi utilizado para compensar a perda irreversível de capacidade da célula completa Si-C|LiNi0.5Mn1.5O4. A retenção de capacidade das células que utilizam o cátodo híbrido com 0,33C durante 100 ciclos de 3,00 a 4,78 V é de 75% , enquanto a das células que utilizam o cátodo LiNi0,5Mn1,5O4 puro é de apenas 51%. O Li2NiO2 também pode ser utilizado como aditivo para o suplemento de lítio do cátodo, mas é menos estável no ar. O Li2NiO2 pode ser modificado usando alumínio isopropanólico, e o material Li2NiO2 revestido com alumina que é estável no ar foi sintetizado com excelentes resultados de suplemento de lítio.
Nanocompósitos baseados em reacções de conversão
Apesar da eficácia dos compostos ricos em lítio como aditivo de suplemento de lítio, o primeiro efeito de suplemento de lítio é ainda limitado pela menor capacidade específica. Os nanocompósitos baseados na reação de conversão podem contribuir com uma grande quantidade de lítio durante a primeira carga da bateria devido à presença de uma grande histerese de tensão de carga/descarga, enquanto a reação de incorporação de lítio não pode ocorrer durante o processo de descarga.
Os compósitos de nano-Co/óxido de lítio sintetizados foram submetidos a ciclos de 50mA/g a 4,1-2,5V, a capacidade específica da primeira carga atingiu 619mAh/g e a capacidade específica de descarga foi de apenas 10mAh/g; após 8h de exposição ao ar ambiente, a capacidade específica de lítio foi apenas 51mAh/g inferior ao valor inicial e, após 2d colocação, a capacidade específica de lítio foi ainda 418mAh/g, o que apresenta uma boa estabilidade ambiental, compatível com o processo de produção de baterias comerciais.
O fluoreto de lítio é um potencial material suplementar de lítio para o cátodo devido ao seu elevado teor de lítio e boa estabilidade. Os nanomateriais M/LiF construídos pela reação de conversão podem ultrapassar os problemas de baixa condutividade do LiF e condutividade iónica, elevado potencial de decomposição eletroquímica e produtos de decomposição nocivos, tornando o fluoreto de lítio um excelente aditivo de suplemento de lítio para o cátodo. A capacidade teórica do sulfureto de lítio atinge 1166 mAh/g, mas ainda há muitos problemas a resolver quando utilizado como aditivo suplementar de lítio, como a compatibilidade com o eletrólito, o isolamento e a fraca estabilidade ambiental.
Apesar da maior capacidade de suplemento de lítio do que os compostos ricos em lítio, os nanocompósitos baseados em reacções de conversão podem ter óxidos metálicos inactivos residuais, fluoretos e sulfuretos após o primeiro suplemento de lítio, reduzindo a densidade energética da bateria. Para mais conhecimentos relacionados, consulte bateria de iões de flúor artigo.
Compostos binários de lítio
As capacidades específicas teóricas dos compostos binários de lítio são muito mais elevadas. O Li2O2, o Li2O e o Li3N têm capacidades específicas teóricas de 1168 mAh/g, 1797 mAh/g e 2309 mAh/g, respetivamente, e é possível obter efeitos semelhantes de suplemento de lítio apenas com pequenas adições. Teoricamente, os resíduos destes materiais após o suplemento de lítio são O2, N2, etc., que podem ser expelidos durante a formação da película SEI na bateria.
O Li3N disponível no mercado foi triturado em pó com um tamanho de partícula de 1-5 μm e utilizado como suplemento de lítio. As capacidades específicas de primeira carga dos eléctrodos de LiCoO2 com 1% e 2% Li3N adicionados a 0,1C a 3,0-4,2V foram 167,6 mAh/g e 178,4 mAh/g, respetivamente, no sistema de meia célula, que foram superiores aos 18,0 mAh/g e 28,7 mAh/g do LiCoO2 puro.
O Li2O2 comercial é misturado com NCM para compensar a perda de lítio durante a primeira carga do ânodo de grafite. O NCM no elétrodo híbrido desempenha o duplo papel de material ativo e catalisador. Para catalisar a decomposição de Li2O2 de forma eficiente, NCM obtido pela adição de moagem de bolas 1% durante 6 h ao cátodo. A célula completa foi carregada e descarregada de 2,75 a 4,60 V com uma capacidade específica reversível de 0,3C de 165,4 mAh/g, que é 20,5% superior à célula completa de grafite|NCM.
Os testes mostram que o oxigénio libertado pela decomposição do Li2O2 consome o Li+ limitado na célula completa, resultando numa degradação significativa da capacidade da célula completa adicionada de Li2O2, mas a capacidade pode ser recuperada depois de o gás ser expelido. A primeira carga da bateria no processo de produção real é efectuada num sistema aberto, e os gases da formação da película SEI e algumas reacções laterais são expelidos antes da selagem, reduzindo assim o impacto da libertação de O2.
Resumo
Comparando os dois métodos de suplemento de lítio, os reagentes de suplemento de lítio (folha de lítio, pó de lítio e pó de siliceto de lítio) utilizados no suplemento de lítio do ânodo têm uma capacidade elevada, mas a operação é complicada e exige requisitos ambientais elevados; adicionando o aditivo de suplemento de lítio ao cátodo no cátodo, o suplemento de lítio é seguro e estável e compatível com o processo de produção de baterias existente.
A investigação futura sobre a tecnologia do suplemento de lítio para o ânodo deve centrar-se na melhoria da sua estabilidade no processo de fabrico da bateria, desenvolvendo soluções técnicas compatíveis com a produção industrial e processos simples; o suplemento de lítio para o cátodo deve centrar-se no desenvolvimento da capacidade do suplemento de lítio, na utilização de uma pequena quantidade, no resíduo do suplemento de lítio após a pequena quantidade de sistema aditivo.
Tecnologia de suplemento de lítio para cátodo e ânodo de baterias de iões de lítio
Suplemento de lítio do material do elétrodo por pré-litização contraria a perda irreversível de lítio causada pela formação da película SEI.
Durante a primeira carga de uma bateria de iões de lítio, o eletrólito orgânico irá reduzir-se e decompor-se na superfície do ânodo, como a grafite, para formar uma película de interface de fase electrolítica sólida, consumindo permanentemente uma grande quantidade de lítio da materiais catódicosresultando numa baixa eficiência coulombiana no primeiro ciclo e reduzindo a capacidade e a densidade energética da bateria de iões de lítio. Para resolver este problema, foi investigada a tecnologia de pré-litização.
O suplemento de lítio do material do elétrodo por pré-litização contraria a perda irreversível de lítio causada pela formação da película SEI para aumentar a capacidade total e a densidade energética da bateria.
Tecnologia de suplemento de lítio para ânodos
O método comum de pré-litização é o suplemento de lítio do ânodo, como o suplemento de lítio por folha de lítio, o suplemento de lítio por pó de lítio, etc., são os processos de pré-litização que estão atualmente a ser desenvolvidos. Além disso, existem também tecnologias que utilizam pó de siliceto de lítio e solução electrolítica de salmoura de lítio para realizar a pré-litização.
Suplemento de lítio através de folha de lítio
O suplemento de lítio por folha de lítio é uma técnica de suplemento de lítio que utiliza o mecanismo de auto-descarga. O potencial do lítio metálico é o mais baixo de todos os materiais de eléctrodos e, devido à diferença de potencial, quando o ânodo de bateria de iões de lítio está em contacto com a folha de lítio metálico, os electrões movem-se espontaneamente para o ânodo, acompanhados pela incorporação de Li+ no ânodo.
O ânodo de nanofios de silício crescidos num substrato de aço inoxidável foi sujeito a um suplemento de lítio através da adição de eletrólito gota a gota e, em seguida, contactando-o diretamente com a folha de lítio. Foram efectuados testes de meia célula no ânodo suplementado com lítio e verificou-se que: a tensão de circuito aberto sem o suplemento de lítio era de 1,55 V, e a primeira descarga de 0,1 C em O ânodo suplementado com lítio tinha uma tensão de circuito aberto de 1.55 V e uma capacidade de lítio incorporada de 3800 mAh/g a 0,01-1,00 V para a primeira descarga de 0,1 C; o nanofio de silício com suplemento de lítio tinha uma tensão de circuito aberto de 0,25 V e uma capacidade de lítio incorporada de 1600 mAh/g pela primeira vez.
O ânodo de estanho-carbono foi diretamente contactado com a folha de lítio impregnada de eletrólito durante 180 minutos, tendo sido realizado um suplemento de lítio. O suplemento de lítio foi testado com uma meia-célula e a capacidade específica irreversível do estanho-carbono foi reduzida de 680 mAh/g para 65 mAh/g após o suplemento de lítio. O ânodo foi constituído como uma célula completa e a multiplicidade de 1,0C foi testada entre 3,1 e 4,8.
Embora a pré-litização do ânodo possa ser obtida por contacto direto com a folha de lítio, o grau de pré-litização não é fácil e precisamente controlado. Uma litiação insuficiente não melhora suficientemente o ICE, ao passo que um suplemento excessivo de lítio pode levar à formação de uma camada de lítio metálico na superfície do ânodo.
Os investigadores melhoraram a segurança do suplemento de lítio através de uma folha de lítio e conceberam um ânodo com uma estrutura de três camadas de material ativo/polímero/lítio metálico que pode ser estável no ar ambiente durante 30-60 minutos, o que é suficiente para o ânodo ser processado. As três camadas são: uma camada de lítio metálico depositada electroquimicamente sobre uma folha de cobre, uma camada protetora de polimetilmetacrilato revestida sobre a camada de lítio e uma camada de material ativo.
Pó de lítio metálico estabilizado
O suplemento de lítio por pó de lítio é proposto pela FMC, que desenvolveu SLMP com uma capacidade específica até 3600mAh/g e uma fina camada de carbonato de lítio de 2% a 5% coberta na superfície, que pode ser utilizada num ambiente seco. Existem duas formas principais de aplicar o SLMP na pré-litização do ânodo: adicionando-o durante o processo de polpação ou adicionando-o diretamente à superfície das folhas do ânodo.
A pasta de ânodo convencional utiliza PVDF/NMP ou SBR+CMC/sistema de água desionizada, mas o SLMP é incompatível com solventes polares e só pode ser disperso em hexano, tolueno e outros solventes não polares, pelo que não pode ser adicionado diretamente no processo de pasta convencional. Com o sistema SBR-PVDF/tolueno, o SLMP pode ser misturado diretamente na pasta do elétrodo de grafite. Após a pré-litização do ânodo por SLMP, o ICE da célula aumentou de 90,6% para 96,2% a 0,01 a 1,00V e 0,05C.
É mais simples e mais fácil carregar o SLMP diretamente na superfície seca do ânodo do que adicioná-lo durante o processo de polpação. O SLMP foi utilizado para pré-litizar o ânodo de nanotubos de sílica-carbono, deixando cair uma solução SLMP/tolueno com uma fração mássica de 3% na superfície do ânodo de nanotubos de sílica-carbono e, em seguida, pressionando-o e activando-o após a evaporação do solvente de tolueno. Após a pré-litização, a primeira capacidade irreversível do ânodo foi reduzida de 20% para 40% .
Siliceto de lítio em pó
A pequena dimensão do nanopó de siliceto de lítio é mais favorável à dispersão no ânodo. Além disso, já se encontra num estado inchado e a alteração de volume durante o ciclo não afecta a estrutura de todo o elétrodo. Atualmente, existem poucos estudos sobre os aditivos utilizados na forma de suplemento de lítio do pó de siliceto de lítio, e apenas alguns investigadores estudaram o desempenho do suplemento de lítio e a melhoria da estabilidade do pó de siliceto de lítio.
O sistema de meia-célula foi carregado e descarregado entre 0,01 e 1,00 V a 0,05 C. O ICE do ânodo de sílica aumentou de 76% para 94% com a adição de 15% de pó de siliceto de lítio; o ICE das microesferas de carbono de fase intermédia aumentou de 75% para 99% com a adição de 9% de pó de siliceto de lítio; e o ICE do ânodo de grafite aumentou de 87% para 99% com a adição de 7% de pó de siliceto de lítio.
Suplemento de lítio por eletrólise de uma solução aquosa de salmoura de lítio
Quer o suplemento de lítio seja efectuado utilizando folha de lítio, SLMP ou pó de siliceto de lítio, está envolvida a utilização de lítio metálico. O lítio metálico é caro, reativo, difícil de manusear e requer custos elevados de armazenamento e transporte para proteção. Se o processo de suplemento de lítio não envolver lítio metálico, pode poupar custos e melhorar o desempenho em termos de segurança. O silício pode ser suplementado com lítio através da eletrólise de uma solução aquosa de Li2SO4 numa célula electrolítica, sendo o elétrodo de sacrifício um fio de cobre imerso em Li2SO4.
Tecnologia de suplemento de cátodo de lítio
Um suplemento de lítio típico do cátodo é uma pequena quantidade de material de elevada capacidade adicionada ao processo de síntese do cátodo e, durante o processo de carregamento, o Li+ é removido do material de elevada capacidade para complementar a perda irreversível de capacidade durante a primeira carga e descarga. Atualmente, os principais materiais utilizados como aditivos para o suplemento de lítio do cátodo são: compostos ricos em lítio, nanocompósitos baseados em reacções de conversão e compostos binários de lítio.
Compostos ricos em lítio
O material rico em Li Li1+xNi0.5Mn1.5O4 foi utilizado para compensar a perda irreversível de capacidade da célula completa Si-C|LiNi0.5Mn1.5O4. A retenção de capacidade das células que utilizam o cátodo híbrido com 0,33C durante 100 ciclos de 3,00 a 4,78 V é de 75% , enquanto a das células que utilizam o cátodo LiNi0,5Mn1,5O4 puro é de apenas 51%. O Li2NiO2 também pode ser utilizado como aditivo para o suplemento de lítio do cátodo, mas é menos estável no ar. O Li2NiO2 pode ser modificado usando alumínio isopropanólico, e o material Li2NiO2 revestido com alumina que é estável no ar foi sintetizado com excelentes resultados de suplemento de lítio.
Nanocompósitos baseados em reacções de conversão
Apesar da eficácia dos compostos ricos em lítio como aditivo de suplemento de lítio, o primeiro efeito de suplemento de lítio é ainda limitado pela menor capacidade específica. Os nanocompósitos baseados na reação de conversão podem contribuir com uma grande quantidade de lítio durante a primeira carga da bateria devido à presença de uma grande histerese de tensão de carga/descarga, enquanto a reação de incorporação de lítio não pode ocorrer durante o processo de descarga.
Os compósitos de nano-Co/óxido de lítio sintetizados foram submetidos a ciclos de 50mA/g a 4,1-2,5V, a capacidade específica da primeira carga atingiu 619mAh/g e a capacidade específica de descarga foi de apenas 10mAh/g; após 8h de exposição ao ar ambiente, a capacidade específica de lítio foi apenas 51mAh/g inferior ao valor inicial e, após 2d colocação, a capacidade específica de lítio foi ainda 418mAh/g, o que apresenta uma boa estabilidade ambiental, compatível com o processo de produção de baterias comerciais.
O fluoreto de lítio é um potencial material suplementar de lítio para o cátodo devido ao seu elevado teor de lítio e boa estabilidade. Os nanomateriais M/LiF construídos pela reação de conversão podem ultrapassar os problemas de baixa condutividade do LiF e condutividade iónica, elevado potencial de decomposição eletroquímica e produtos de decomposição nocivos, tornando o fluoreto de lítio um excelente aditivo de suplemento de lítio para o cátodo. A capacidade teórica do sulfureto de lítio atinge 1166 mAh/g, mas ainda há muitos problemas a resolver quando utilizado como aditivo suplementar de lítio, como a compatibilidade com o eletrólito, o isolamento e a fraca estabilidade ambiental.
Apesar da maior capacidade de suplemento de lítio do que os compostos ricos em lítio, os nanocompósitos baseados em reacções de conversão podem ter óxidos metálicos inactivos residuais, fluoretos e sulfuretos após o primeiro suplemento de lítio, reduzindo a densidade energética da bateria. Para mais conhecimentos relacionados, consulte bateria de iões de flúor artigo.
Compostos binários de lítio
As capacidades específicas teóricas dos compostos binários de lítio são muito mais elevadas. O Li2O2, o Li2O e o Li3N têm capacidades específicas teóricas de 1168 mAh/g, 1797 mAh/g e 2309 mAh/g, respetivamente, e é possível obter efeitos semelhantes de suplemento de lítio apenas com pequenas adições. Teoricamente, os resíduos destes materiais após o suplemento de lítio são O2, N2, etc., que podem ser expelidos durante a formação da película SEI na bateria.
O Li3N disponível no mercado foi triturado em pó com um tamanho de partícula de 1-5 μm e utilizado como suplemento de lítio. As capacidades específicas de primeira carga dos eléctrodos de LiCoO2 com 1% e 2% Li3N adicionados a 0,1C a 3,0-4,2V foram 167,6 mAh/g e 178,4 mAh/g, respetivamente, no sistema de meia célula, que foram superiores aos 18,0 mAh/g e 28,7 mAh/g do LiCoO2 puro.
O Li2O2 comercial é misturado com NCM para compensar a perda de lítio durante a primeira carga do ânodo de grafite. O NCM no elétrodo híbrido desempenha o duplo papel de material ativo e catalisador. Para catalisar a decomposição de Li2O2 de forma eficiente, NCM obtido pela adição de moagem de bolas 1% durante 6 h ao cátodo. A célula completa foi carregada e descarregada de 2,75 a 4,60 V com uma capacidade específica reversível de 0,3C de 165,4 mAh/g, que é 20,5% superior à célula completa de grafite|NCM.
Os testes mostram que o oxigénio libertado pela decomposição do Li2O2 consome o Li+ limitado na célula completa, resultando numa degradação significativa da capacidade da célula completa adicionada de Li2O2, mas a capacidade pode ser recuperada depois de o gás ser expelido. A primeira carga da bateria no processo de produção real é efectuada num sistema aberto, e os gases da formação da película SEI e algumas reacções laterais são expelidos antes da selagem, reduzindo assim o impacto da libertação de O2.
Resumo
Comparando os dois métodos de suplemento de lítio, os reagentes de suplemento de lítio (folha de lítio, pó de lítio e pó de siliceto de lítio) utilizados no suplemento de lítio do ânodo têm uma capacidade elevada, mas a operação é complicada e exige requisitos ambientais elevados; adicionando o aditivo de suplemento de lítio ao cátodo no cátodo, o suplemento de lítio é seguro e estável e compatível com o processo de produção de baterias existente.
A investigação futura sobre a tecnologia do suplemento de lítio para o ânodo deve centrar-se na melhoria da sua estabilidade no processo de fabrico da bateria, desenvolvendo soluções técnicas compatíveis com a produção industrial e processos simples; o suplemento de lítio para o cátodo deve centrar-se no desenvolvimento da capacidade do suplemento de lítio, na utilização de uma pequena quantidade, no resíduo do suplemento de lítio após a pequena quantidade de sistema aditivo.
Se pretender obter mais informações relevantes, pode consultar a os 5 principais fabricantes de suplementos de lítio na China que compilei anteriormente.