大家好，鋰電老李好久不見，現在終于復出啦，繼續給大家帶來鋰電方面的基礎知識介紹。隨著新能源行業的不斷發展，人們對動力電池的要求也越來越高，隨之而來的三元材料中鎳含量的提升，但由此帶來的正極材料穩定性問題、電解液匹配問題、大電流充電溫升過高等引發的電池失效也越來越受到人們的關注，因此，單晶材料應運而生，不僅僅增強了正極材料的穩定性，也可以將整個體系的電壓提升到一個新的高度，在更高鎳材料并未完全占領市場的情況下，為更高能量密度的需求提出了一個解決方案。

同時，還提供了另外一種三氧化二鋁包覆的NCM523，通過這三種材料的性能和結構對比，來展示單晶材料的優缺點以及未來的發展方向。

UC（未包覆）和SC（單晶）的XRD測試數據如上圖所示，左圖表面兩種材料的晶格參數非常的相似，右圖為局部放大圖，SC-532樣品中（104）反射的Kα1和Kα2峰與UC-532樣本相比，具有更窄的峰值寬度，這表明SC-532與UC-532相比具有更大的晶粒尺寸。

為了進一步確認單晶顆粒的結構特征，分別對SC材料進行了縱剖面SEM、電子背散射衍射等測試，測試結果表明，材料中的單晶還是很多的，一些大顆粒含有少量的多晶結構。

另外，對三種材料進行了不同電壓的扣電半電池測試以及容量微分曲線的分析，測試結果如下所示，單晶材料的容量和不可逆容量并沒有體現出明顯的優勢，三種材料的曲線也是比較相似的，沒有太明細的區別，這就說明將材料做出單晶并沒有從本質上改變材料的內部特性。

上圖展示的是不同化學計量比、不同燒結溫度下材料的形貌變化，從圖中可以看出，在燒結溫度為970℃，化學計量比為1.25時，材料展示出了較好的晶型，溫度太高或者太低、化學計量比的變化，都會影響材料的形貌。

將三種材料和石墨組裝成小軟包電池，添加不同的電解液添加劑，然后對電池進行循環性能測試，單晶材料在不同的添加劑情況下都表現出了良好的庫倫效率，另外也可以看出，PES211這種添加劑具有較好的循環性能。

利用原位的方法測量電池在高電壓下的產氣行為，結果表明，單晶材料的產氣較少，表明材料具有良好的穩定性。

采用PES211電解質的SC-532和AC-532電池用等溫微量量熱法研究，通過分離寄生熱流的寄生反應，測量來自細胞的熱流。當電流被應用于一個單元時，測量的熱流來自電壓極化以及熵。在3.9 V和4.2 V之間，黑線顯示總測量值。在充電（固體）和放電（虛線）中的熱流，綠色和藍線顯示過熱流，紅線顯SC523在所有電壓下具有比AC-532細胞更低的平均寄生熱流。這表明SC-532電池應該具有更長的壽命。

圖中可以看出對所有帶電電極材料均觀察到200和350℃。峰值電荷隨荷電狀態的增加而增大。

電極材料（電池的上限截止電壓越高）。這個從帶電材料的大部分中釋放氧氣是相關的。隨著NMC532從層狀（LyxMO2，M= Ni）的降解，

Mn和Co）結構為巖鹽（LIXM1-XO）結構。9E和9F顯示小氧釋放峰以80℃為中心。檢測AC-532和UC-532材料的電荷和峰，隨著上限截止電壓的增加，強度顯著增加。相反，這個峰值沒有檢測到帶電SC-532樣品。通過阿倫尼烏斯動力學，使表面氧釋放速率。例如，即使在40℃也不為零。在電解質中，氧原子或自由基可能與電解質反應之前O2分子可以形式。荷電鈧在80℃時氧釋放峰的缺失532個樣品表明帶電單晶NMC532材料與電解質相互作用時具有更好的結構穩定性多晶NMC532材料。

‘

’使用不同電解液添加劑對電池進行循環性能測試，不同的添加劑表現出不同的循環性能。

綜上所述，單晶材料在結構穩定性是具備很大的優勢，但其容量發揮并沒有那么有優勢，在實際生產中，需要考慮整個體系的匹配性，才能做出滿意的鋰電池。