Avec le développement rapide de nouveaux véhicules énergétiques et de systèmes de stockage d'énergie, les batteries à semi-conducteurs, comme l'une des directions importantes de la technologie de batterie de nouvelle génération, recevront de plus en plus d'attention à la recherche et à l'application des matériaux de cathode.
En tant que partie importante des batteries à semi-conducteurs, les performances des matériaux de cathode sont directement liées à des indicateurs clés tels que la densité d'énergie, la durée de vie du cycle et les performances de charge rapide des batteries à semi-conducteurs. En développant de nouveaux matériaux de cathode avec une haute tension et une capacité spécifique élevée, la densité d'énergie des batteries à semi-conducteurs sera améliorée.
À l'heure actuelle, leMatériaux de la cathode de batterie Suivez principalement la route ternaire à haute nickel et se moquent de manière itérative vers de nouveaux matériaux à haute densité d'énergie, tels que le nickel ultra-élevé, à base de manganèse riche en lithium et l'oxyde de nickel-manmange à haute pression. Ces matériaux offrent des avantages importants en termes de densité d'énergie, de plate-forme de tension, etc., mais chacun a ses propres défis.
Les matériaux ternaires à haute nickel ont une densité d'énergie élevée et de bonnes performances de cyclisme, et sont largement utilisés dans les batteries semi-solides et tout solide. En particulier, la capacité Gram des matériaux de cathode ternaire à nickel ultra-élevée (comme le nickel ultra-élevé de la série 9) devrait atteindre environ 215 mAh \/ g, et la tension moyenne est stable à environ 3,62 V lorsqu'elle est associée à l'anode graphite.
La fenêtre de tension à base de manganèse riche en lithium est large, la stabilité du cycle sous pression atmosphérique est meilleure que celle des autres cathodes commerciaux, la capacité spécifique à la décharge à haute tension peut atteindre plus de 250 mAh \/ g, et la densité énergétique de la cellule de la batterie devrait dépasser 400W phosphate. Cependant, la conductivité d'électrons à base de manganèse riche en lithium est extrêmement faible, la transformation de la phase spinelle est susceptible de se produire pendant le processus de cyclisme sous haute pression, et les réactions secondaires de l'interface électrode \/ électrolyte haute tension sont graves et les performances de vitesse sont médiocres, et la première efficacité coulombique est faible (<80%), circulating capacity and voltage attenuation, etc., which cannot be used alone in the short term, can be mixed with the existing ternary, lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate and other cathodes to reduce the voltage, and realize commercial application as soon as possible.
L'oxyde de manganèse au nickel au lithium est une structure spinelle, qui est plus stable que l'oxyde en couches, et a un canal de diffusion Li tridimensionnel avec des performances de bon taux. Le lithium nickel oxyde de manganèse remplace uniformément 25% du manganèse dans l'oxyde de manganèse au lithium par du nickel, et la tension de travail est aussi élevée que 4,7 V, de sorte que l'énergie spécifique dépasse 635Wh \/ kg, qui est proche du ternaire, beaucoup plus élevée que celle de la fer de lithium, et il s'agit d'un faible cathode binaire sans nickel, avec des avantages coûts significatifs. La difficulté de l'oxyde de manganèse au nickel au lithium réside dans l'instabilité de l'interface cathode causée par la plate-forme haute tension du matériau, qui peut être résolu par le dopage métallique, le revêtement d'oxyde, le composé de fer et de cathode ternaire.
En termes d'industrialisation, un certain nombre d'entreprises ont expédié et mis dans une application pratique.