《原子層沉積技術對鋰離子電池電極材料的表面處理研究》是依託北京大學，由王新煒擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：原子層沉積技術對鋰離子電池電極材料的表面處理研究
- 項目負責人：王新煒
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋰離子電池技術是能源研究領域的一個非常重要內容。其中，電極是鋰離子電池最關鍵的核心部件，而電極的表面處理對其電化學性能的影響巨大。原子層沉積（ALD）鍍膜技術作為新穎先進的薄膜製備技術，其所製備的薄膜具有均勻、緻密、高保形性等特點，尤其適合在多孔材料表面均勻成膜，因此，它在處理介觀多孔電極材料表面時就具有特別的優勢。本擬將ALD套用於對鋰離子電池正負電極材料的表面處理研究中，側重於引入新型ALD材料，通過大量表面薄膜材料的表征和電化學的表征，深入系統地研究ALD處理對電極材料的充放電循環性、倍率性、穩定性等方面的影響機制，並提出理論模型，以解釋實驗中ALD引起的性能變化。本研究將最先進的ALD技術套用在鋰離子電池研究中，不僅可以幫助獲得高性能的電極材料，也可以進一步推動ALD技術本身的發展，因此本項目具有基礎研究價值和重要的潛在套用價值。
結題摘要
鋰離子電池技術是當今能源存儲技術中的一種重要技術。鋰離子電池的性能在很大程度上取決於其電極材料的性能。本項目研究了一種基於新穎的原子層沉積（ALD）技術來對鋰離子電池的電極材料進行表面處理，從而提升電極材料性能。本項目以鋰電池鋰鎳錳鈷氧化物（三元材料）為例，研究開發了針對這種三元材料的ALD包覆技術，實現了對電極材料的可控均勻一致的ALD包覆，同時也開發了多種新材料的ALD工藝。進一步的電池性能表征表明，只需要5層原子層的ALD氧化鋁包覆，就可以在很大程度上提升三元材料的循環穩定性。以此為基礎，通過深入細緻的機理研究，進一步發現ALD薄膜對電極材料最大的作用是在高電位條件下，阻止三元材料的表面形成鋰離子擴散較為困難的岩鹽相NiO。這項機理研究闡明了ALD薄膜在鋰電池電極材料中所起的作用，具有一定的普適性，為今後ALD技術在鋰電池領域中的產業化套用提供了理論基礎。
