AEM：利用原位中子衍射技术研究全固态电池中镍锰钴酸锂NMC622的脱锂机理

背景：全固态电池（ASSBs）作为下一代储能器件，具有高能量密度和安全性，但传统原位X射线衍射技术穿透深度有限，难以精准表征其体相结构演变。中子粉末衍射（NPD）对轻元素锂敏感，能区分过渡金属，是研究全固态电池反应机理的有效工具。研究目的：本研究旨在利用新设计的ILLBAT#5电化学电池和高离子电导率混合卤化物固体电解质Li₅.₄PS₄.₄BrCl₀.₆，通过原位中子衍射技术，揭示NMC622正极材料在全固态电池充放电过程中的结构演变规律及固体电解质的稳定性。结论：研究发现，室温下NMC622在首次充电时因电流分布不均出现H1和H2两相共存，H1相稳定，H2相晶格参数随脱锂变化；放电末期回归单一H1相。在100°C下循环时，离子电导率提升改善了电流均匀性，NMC622遵循固溶体机制，全程为单一物相。固体电解质Li₅.₄PS₄.₄BrCl₀.₆在循环中结构稳定。该研究证实了原位中子衍射在解析全固态电池体相结构中的优势，为高性能电池设计提供了理论依据。