确定富镍锂离子电池正极中的基本失效模式
材料科学
2023-08-15 v1
摘要
与在用机械退化相关的锂离子电池正极挑战促使了从多晶到单晶正极材料的转变。尽管对于单晶材料，位错辅助裂纹形成被假定为整个电池寿命中的主导失效机制，但关于其力学行为的直接信息很少，机制理解仍然难以捉摸。在此，我们利用原位微力学测试，直接测量了LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2单晶畴内的局部力学性质。我们阐明了位错滑移系、其临界应力，以及滑移如何促进开裂。随后我们比较了单晶与多晶的变形行为。我们的发现回答了理解正极退化至关重要的两个基本问题：富镍正极材料中运作哪些位错滑移系？以及滑移如何引起断裂？该知识解锁了我们开发寿命预测与失效风险评估工具的能力，以及设计具有更高在使用韧性的新型正极材料的能力。
引用
@article{arxiv.2308.06537,
title = {Determining the Fundamental Failure Modes in Ni-rich Lithium Ion Battery Cathodes},
author = {Siyang Wang and Zonghao Shen and Aigerim Omirkhan and Oriol Gavalda-Diaz and Mary P. Ryan and Finn Giuliani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.06537},
year = {2023}
}