رفتار الکتروشیمیایی ماده کاتدی LiNi۰.۵Co۰.۲Mn۰.۳O۲ پوشش داده شده با لیتیم زیرکونات (Li۲ZrO۳)

خصوصیات الکتروشیمیایی ماده کاتدی LiNi۰.۵Co۰.۲Mn۰.۳O۲ (NCM۵۲۳) با ساختار لایه­ای در ولتاژ قطع بالا کاهش قابل توجهی پیدا می­کند. به منظور بهبود پایداری مواد کاتدی در طول فرآیندهای تغذیه و تخلیه بهبوددهی سطحی می­تواند  واکنش­های جانبی در فصل مشترک بین ماده فعال و الکترولیت را کاهش دهد. در تحقیق حاضر ماده کاتدی تجاری LiNi۰.۵Co۰.۲Mn۰.۳O۲  با استفاده از روش سل – ژل در محیط آبی با ماده لیتیم زیرکونات (Li۲ZrO۳) در مقادیر ۱، ۳ و ۵ درصد وزنی پوشش­دهی شد و از لحاظ عملکرد الکتروشیمیایی مورد مشخصه­یابی قرار گرفت. نمونه ماده کاتدی با ۱% وزنی ماده پوشش بر اساس آزمون­های تغذیه و تخلیه در سرعت­های تخلیه ۰.۰۵C، ۰.۱C و ۰.۲C به ترتیب ظرفیت­های ۱۲۵، ۳۴/۹۱ و ۳۲/۷۹ میلی آمپر ساعت بر گرم را از خود نشان داد که نسبت به سایر نمونه­های مورد آزمایش بالاترین بود. همچنین بر اساس نتایج آزمون سیکل­پذیری، ظرفیت نمونه ماده کاتدی با ۱% وزنی ماده پوشش ۴۰ میلی آمپر ساعت بر گرم بعد از ۴۰ سیکل کاری در سرعت دشارژ ۱C تعیین شد که این مقدار نیز نسبت به سایر نمونه­های مورد آزمایش بالاتر بود.  همچنین براساس نتایج آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ضریب نفوذ یون لیتیم در ماده کاتدی NCM  با ۱% وزنی از ماده پوشش به میزان زیادی افزایش پیدا کرد. در مجموع نتایج نشان داد که لایه پوشش لیتیم زیرکونات نقش مهمی را در جلوگیری از آسیب ساختاری به ماده کاتدی NCM  بازی می­کند و آن را در طی فرآیند تغذیه و تخلیه از تماس با الکترولیت محافظت می­نماید.