鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:381次 | 2022年12月28日
美國大學(xué)設(shè)計(jì)高鎳層氧化物陰極 實(shí)現(xiàn)更便宜/性能更好的鋰電池
(:德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校)
據(jù)外媒報道,目前大多數(shù)電動汽車都使用鋰電池供應(yīng)動力,但是鋰電池的續(xù)航時間仍然很有限。未來,高鎳層氧化物陰極材料將能夠上升電動汽車的續(xù)航里程,實(shí)現(xiàn)更便宜、性能更高的鋰電池。
目前,大多數(shù)商用鋰電池的電極之一都含有大量的鈷。不過,鈷很昂貴,儲量也不是特別豐富,大大新增了鋰電池的制造成本。
最近,全球的科學(xué)家都在嘗試尋找新設(shè)計(jì)策略,促進(jìn)此類電池能夠廣泛被采用,反過來也能夠降低電動汽車的價格,讓電動汽車得到普及。不過,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),最終要找到更多可用于鋰電池的豐富材料,想出新的組合方法,設(shè)計(jì)出新生產(chǎn)工藝,引入替代性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(theUniversityofTexasatAustin)的研究人員就考慮了幾種高鎳層氧化物陰極設(shè)計(jì),此種陰極有望在未來10年內(nèi)用于鋰電池。研究人員總結(jié)了,在試圖將高鎳層氧化物陰極的能量輸出實(shí)現(xiàn)最大化時遇到的一些挑戰(zhàn),同時也和一些新出現(xiàn)的利用零鈷化學(xué)法制造鋰電池的設(shè)計(jì)做了比較。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在電極中使用鎳,而不用鈷的重要優(yōu)點(diǎn)是成本更低、更容易找到材料。此外,和鈷含量高的陰極相比,鎳含量高的電極具有更高的電荷存儲容量、能量密度以及更長的運(yùn)行時間。
然而,遺憾的是,含有大量鎳材料的層狀氧化物陰極很難在保持良好性能的同時進(jìn)行合成。研究人員在研究中,提出了一系列策略,可以優(yōu)化當(dāng)前的合成過程。
研究人員表示:該項(xiàng)研究最有意義的成果是,我們能夠合成鎳含量高、鈷含量高、性能好的鋰電池電極材料。不過,含鎳高的電極材料暴露在空氣中容易降解。目前,我們正努力使其穩(wěn)定,在空氣中實(shí)現(xiàn)更好的穩(wěn)定性。