पूर्ण-चार्ज स्थिति के संपर्क में आने से उच्च निकल Li-Ion कैथोड सामग्री का विघटन और इसका निवारण

सार Ni-समृद्ध स्तरीय ऑक्साइड अगली पीढ़ी की उच्च-ऊर्जा बैटरी के लिए मजबूत उम्मीदवार हैं। साधारण प्रयोगशाला सेटिंग्स में बैटरी के विपरीत, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में बैटरी आमतौर पर पूर्ण चार्ज स्थिति पर पहुँचने पर तुरंत डिस्चार्ज नहीं होती हैं, बल्कि उपयोग से पहले विभिन्न समयावधियों के लिए वहीं बनी रहती हैं। ऐसी स्थिति कैथोड पर अत्यधिक विद्युत रासायनिक तनाव डालती है क्योंकि बहुत से Ni-समृद्ध स्तरीय ऑक्साइड विघटन तंत्र उच्च चार्ज/डेलिथिएटेड स्थिति में होते हैं। प्रयोगशाला और व्यावहारिक उपयोग के मामलों के बीच अंतर करते हुए, यह दिखाया गया है कि LiNi 0.90 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 में उच्च चार्ज स्थिति पर एक छोटे ठहराव अवधि के परिचय से साइकलिंग प्रदर्शन में महत्वपूर्ण अंतर उत्पन्न होता है (100 वें चक्र पर ठहराव के साथ या बिना क्षमता संरक्षण 89.4% बनाम 37.5%)। उच्च वोल्टेज पर तेजी से गिरावट की समस्या से निपटने के लिए, एन्टिमनी को डोपेंट के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि उच्च Ni परत संरचना की ग्रिड अस्थिरता को कम किया जा सके, विशेष रूप से दाने की सीमाओं के क्षेत्रों में, जहां विघटन कैथोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस पर केंद्रित होता है। परिणामी LiNi 0.895 Co 0.05 Mn 0.05 Sb 0.05 O 2 कैथोड सामग्री न केवल चार्ज स्थिति पर विस्तारित ठहराव अवधि के दौरान स्थिरता बनाए रखती है, बल्कि उत्कृष्ट तेज चार्ज क्षमताओं को भी समायोजित करती है।