Armement de la cathode LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 avec une couche interphase hybride organique-inorganique fluorée fiable pour des batteries durables à haute vitesse

Résumé Les matériaux oxydes stratifiés ternaires ont suscité une attention considérable en tant que candidats prometteurs pour les cathodes de batteries lithium-ion à haute densité d'énergie. Cependant, la dégradation électrochimique indésirable à l'interface électrode-électrolyte raccourcit définitivement la durée de vie de la batterie. Une approche efficace et viable est proposée pour améliorer la stabilité lors des cycles de la cathode LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 en utilisant le difluorophosphate de lithium (LiPO 2 F 2) associé au carbonate de fluoroéthylène (FEC) comme co-additifs dans des électrolytes conventionnels. Il est constaté que les co-additifs peuvent considérablement réduire l'impédance de transfert de charge à l'interface et prolonger significativement la durée de vie des batteries LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 //Li (NMC//Li). La cathode développée démontre une rétention de capacité exceptionnelle de 88,7 % et maintient son intégrité structurelle à un courant élevé de 5C après 500 cycles. L'étude du mécanisme fondamental indique la formation d'un film d'interface électrolyte-cathode (CEI) hybride organique-inorganique fluoré dense et stable dérivé de LiPO 2 F 2 en conjonction avec des additifs FEC à la surface du matériau cathodique NMC, ce qui réprime considérablement la décomposition de l'électrolyte et atténue la dissolution des ions de métaux de transition. L'ingénierie interfaciale des matériaux d'électrode stabilisés par la manipulation des additifs offre des indications précieuses pour le développement de matériaux cathodiques avancés.