Previous hybrid-anion and cation-redox (HACR) cathodes were limited in cycling performance by irreversible anionic redox reactions caused by the loss of anions. To overcome this limitation, a lithium (Li) transition metal (M) oxide particle is described having a Li concentration gradient. In one example, the particle includes a Li-rich core region that provides capacity and energy density due anionic and cationic contributions and a Li-poor surface region surrounding the core region to inhibit anionic activity and thus substantially reduce the loss of anions. A gradient region disposed between the core and surface regions has a Li concentration profile that varies from a first Li concentration in the core region to a second Li concentration in the surface region. A high-temperature leaching method may be used to leach LiO from a Li-rich Li1+XM1-XO2 particle, thus forming a coherent Li gradient with a stabilized layered structure.
Les cathodes d'anions hybrides et d'oxydo-réduction de cations (HACR) précédentes sont limitées en ce qui concerne la performance de cyclage par des réactions d'oxydo-réduction anioniques irréversibles provoquées par la perte d'anions. Pour surmonter cette limitation, l'invention concerne une particule d'oxyde de métal de transition (M) de lithium (Li) ayant un gradient de concentration de Li. Dans un exemple, la particule comprend une région de cœur riche en Li qui fournit une capacité et une densité d'énergie dues à des contributions anioniques et cationiques et une région de surface pauvre en Li entourant la région de cœur pour inhiber l'activité anionique et réduire ainsi sensiblement la perte d'anions. Une région de gradient disposée entre la région de cœur et la région de surface a un profil de concentration de Li qui varie d'une première concentration de Li dans la région de cœur à une seconde concentration de Li dans la région de surface. Un procédé de lixiviation à haute température peut être utilisé pour lixivier le LiO à partir d'une particule Li1+XM1-XO2 riche en Li, formant ainsi un gradient de Li cohérent avec une structure en couches stabilisée.
LITHIUM TRANSITION METAL OXIDE PARTICLES HAVING LITHIUM CONCENTRATION GRADIENTS
PARTICULES D'OXYDE DE MÉTAL DE TRANSITION DE LITHIUM AYANT DES GRADIENTS DE CONCENTRATION DE LITHIUM
30.07.2020
Patent
Elektronische Ressource
Englisch
IPC: | C23C Beschichten metallischer Werkstoffe , COATING METALLIC MATERIAL / B60R Fahrzeuge, Fahrzeugausstattung oder Fahrzeugteile, soweit nicht anderweitig vorgesehen , VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR / H01M Verfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie , PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY |
Structural aspects of lithium insertion in transition metal oxide electrodes
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|Studies of layered lithium metal oxide anodes in lithium cells
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|SAE Technical Papers | 2002
|Transition Metal Fluoride Cathodes for Lithium Thermal Batteries
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