钴含量对 NCA 型正极材料的电化学性能与结构稳定性的影响
材料科学
2018-08-17 v1
摘要
目前最常见的正极材料类型 NCA [Li_(1-x)Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_(2), x = 0 到 1] 具有非常高的钴浓度。由于钴有毒且昂贵，现有的正极材料设计既不具备成本效益也不环保。我们进行了密度泛函理论（DFT）计算，以研究四种 NCA 正极材料在钴含量同时降低、镍含量增加情况下的电化学、电子和结构性质。我们的结果表明，即使钴浓度从 16.70%（NCA_I）显著降低到 4.20%（NCA_IV），嵌入电位和比容量的变化也不显著。例如，在 50% Li 浓度下，电压降仅约 17%，而比容量的变化可忽略不计。此外，我们还探索了嵌入位点的钠掺杂对电化学、电子和结构性质的影响。通过考虑 NCA 的两种极端情况（即钴含量最高和最低的 NCA_I 与 NCA_IV），我们从结构和电子角度证明了 Na 掺杂的重要性。我们的结果为设计低钴浓度、环保且低成本的正极材料提供了见解。
引用
@article{arxiv.1804.08451,
title = {Effect of Cobalt Content on the Electrochemical Properties and Structural Stability of NCA Type Cathode Materials},
author = {Kamalika Ghatak and Swastik Basu and Tridip Das and Hemant Kumar and Dibakar Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.08451},
year = {2018}
}
备注
28 pages, 9 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1704.08413