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虽然NCM111材料作为负极的容量可达330mAh/g(C/15倍率),但是其倍率性能却不尽如人意,例如在C/2倍率下,材料的容量就已经下降到200mAh/g,1C倍率下更是下降到了175mAh/g,远远低于石墨类的材料。以NCM111材料为正极材料和负极材料组成全电池,电池的电压平台仅为2.2V左右,可逆容量135mAh/g(C/10),以C/10循环50次后,容量保持率仅为80%。看到这一切NCM111恐怕要哭晕在厕所了,本来说好跳槽到负极当个高富帅的,没想到居然马失前蹄,沦落为了屌丝青年。
那么为什么NCM111材料可以作为负极材料使用呢?我们知道NCM111材料作为正极材料时,可以通过脱出Li+来获得容量,但是如果作为负极材料时,仍然以嵌入Li+获得容量,那么材料的可逆容量将仅为20mAh/g,这表明NCM111材料作为负极时,一定还有别的嵌锂机理。研究显示随着Li+的嵌入,Co和Mn元素会发生还原反应,Co元素最低可被还原为0价,Mn元素也发生了化合价的降低,而Ni元素由于自身化合价较低,因此没有发生还原反应,最终在放电至0.8V,材料的XRD衍射图谱中就只能观察到Li2NiO2的衍射峰。这表明NCM111材料作为负极材料时,其容量主要是通过材料内部的相变实现。
上述工作虽然表明NCM111能够作为负极材料使用,但是也就是仅仅停留在了能用程度上,离好用还有较远的距离,但是这一工作的脑洞之大几乎是无人能及了,小编佩服佩服。
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