رفتار الكتروشيميايي ماده كاتدي LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 پوشش داده شده با ليتيم زيركونات (Li2ZrO3)

خصوصيات الكتروشيميايي ماده كاتدي LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523) با ساختار لايه اي در ولتاژ قطع بالا كاهش قابل توجهي پيدا مي كند. به منظور بهبود پايداري مواد كاتدي در طول فرآيندهاي تغذيه و تخليه بهبوددهي سطحي مي تواند واكنش هاي جانبي در فصل مشترك بين ماده فعال و الكتروليت را كاهش دهد. در تحقيق حاضر ماده كاتدي تجاري LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 با استفاده از روش سل - ژل در محيط آبي با ماده ليتيم زيركونات (Li2ZrO3) در مقادير 1، 3 و 5 درصد وزني پوشش دهي شد و از لحاظ عملكرد الكتروشيميايي مورد مشخصه يابي قرار گرفت. نمونه ماده كاتدي با 1% وزني ماده پوشش بر اساس آزمون هاي تغذيه و تخليه در سرعت هاي تخليه 0.05C، 0.1C و 0.2C به ترتيب ظرفيت هاي 125، 34/91 و 32/79 ميلي آمپر ساعت بر گرم را از خود نشان داد كه نسبت به ساير نمونه هاي مورد آزمايش بالاترين بود. همچنين بر اساس نتايج آزمون سيكل پذيري، ظرفيت نمونه ماده كاتدي با 1% وزني ماده پوشش 40 ميلي آمپر ساعت بر گرم بعد از 40 سيكل كاري در سرعت دشارژ 1C تعيين شد كه اين مقدار نيز نسبت به ساير نمونه هاي مورد آزمايش بالاتر بود. همچنين براساس نتايج آزمون طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي ضريب نفوذ يون ليتيم در ماده كاتدي NCM با 1% وزني از ماده پوشش به ميزان زيادي افزايش پيدا كرد. در مجموع نتايج نشان داد كه لايه پوشش ليتيم زيركونات نقش مهمي را در جلوگيري از آسيب ساختاري به ماده كاتدي NCM بازي مي كند و آن را در طي فرآيند تغذيه و تخليه از تماس با الكتروليت محافظت مي نمايد.