Dissolution de Nickel, Manganèse et Cobalt à partir de NMC riche en Ni et leurs effets sur les cellules NMC622-Graphite

La dissolution des métaux de transition à partir du matériau actif de cathode et leur déposition sur l'anode provoquent un vieillissement cellulaire significatif, étudié le plus intensivement pour le manganèse. En raison de leur énergie spécifique plus élevée, l'accent est actuellement mis sur les couches riches en nickel LiNi x Mn y Co z O 2 (NMC, x + y + z = 1) avec x > 0.5, de sorte que l'effet de la dissolution de Ni sur la dégradation de la cellule doit être compris. Cette étude examine la dissolution des métaux de transition à partir d'une cathode NMC622 et leur déposition subséquente sur une anode en graphite à l'aide de spectroscopie d'absorption aux rayons X operando. Nous montrons que dans les cellules NMC622-graphite, les métaux de transition se dissolvent presque de manière stœchiométrique à des potentiels >4.6 V, soulignant l'importance d'étudier la dissolution/déposition de Ni. En utilisant des cellules complètes NMC622-graphite avec un électrolyte contenant des sels de bis(trifluorométhyl)sulfonimide (TFSI) de Ni, Mn ou Co, nous comparons l'impact néfaste de ces métaux sur les performances de la cellule. En utilisant des techniques de diffraction des rayons X in situ et ex situ, nous montrons que le mécanisme de vieillissement induit par les trois métaux est la perte de lithium cyclable dans l'interface électrolytique solide (SEI) du graphite. Cette perte est plus importante lorsque le Mn est présent dans l'électrolyte comparé à Ni et Co, ce que nous attribuons à une activité plus élevée du Mn déposé envers la décomposition de la SEI par rapport à Ni et Co.