《英国Integrals Power公司开发了全球首个新型磷酸铁锰锂阴极活性材料,提升了20%能量密度》

  • 来源专题:先进材料
  • 编译者: 李丹
  • 发布时间:2025-03-12
  • 转自全球技术地图

    据AZO Materials 3月6日消息,英国Integrals Power公司开发了全球首个新型磷酸铁锰锂(LMFP)阴极活性材料,可增加电动汽车(EV)的实际续航里程。该公司将锰含量提高到80%,提供了近150 mAh/gr的比容量,实现了20%的能量密度提升,同时克服了能量密度以及电动汽车续航里程降低的问题。LMFP电池在2C(放电时间30分钟)下可保持其原始容量的99%,在5C(放电时间12分钟)下可保持其原始容量的95%。即使在远远超出任何使用情况极限的10C(放电时间6分钟)下,容量保持率也高达60%。

  • 原文来源:https://www.azom.com/news.aspx?newsID=64322
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    • 编译者:guokm
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    • 英国的科学家们开发了一个模型来解释利用锂离子电池某些阴极材料中的氧化还原反应的挑战。基于他们对该理解反应的改善,他们提出了几种可能的进一步研究路线,以避免不必要的反应,并开发可逆的高能量密度阴极材料。 自2000年初以来,富锂正极材料一直是从事储能工作的科学家们感兴趣的领域。在这些材料中,氧化还原反应已被证明可以在氧化物离子以及过渡金属离子中存储额外的电荷——有可能提高材料的储能容量。 然而当集成到电池中时,这种阴极材料在第一次充电时就会发生不可逆的结构变化,立即降低其后续电压。而这些结构变化背后的机制一直让科学家们摸不着头脑,阻碍了材料的进一步发展。有鉴于此,英国的法拉第研究所开始观察这些阴极在工作中的结构变化。 法拉第研究所首席科学家Peter Bruce说:“在对锂离子电池能量密度进行渐进式改进这一日益艰难的探索中,能够利用氧化还原阴极的潜力及其相对于目前商业化使用的富镍阴极所带来的更大改进,具有潜在的重要意义。对氧化还原的基本机制的深入理解是为缓解此类材料目前的局限性的策略提供信息的重要一步,使其潜在的商业用途离现实更近了一步。” 利用英国钻石光源设施的X射线成像技术,该小组能够确认驱动第一次充电后电压损失的氧气的变化,还开发了一个解释整个过程的模型。 巴斯大学和CATMAT首席研究员Saiful Islam教授说:“计算建模已经证明,分子氧的演化既解释了观察到的电化学反应。第一次放电时电压的降低,也解释了观察到的结构变化,由分子氧在材料体积内的容纳所解释。这种将分子氧和电压损失联系在一起的单一统一模型,使研究人员能够提出避免氧化还原引起的不稳定性的实用策略,为实现更可逆的高能量密度锂离子阴极提供潜在的途径。”
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    • 据报道,美国能源部(DOE)布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)为锂电池设计了一种新型有机阴极材料。该材料以硫为核心,与锂电池中传统的阴极材料相比,能量密度更高、更具成本效益且更环保。 智能手机和电动汽车等日常生活用品都需要锂电池提供能量,而随着人们对此类产品的需求不断增长,科学家们一直在研究如何优化阴极材料,以提升锂电池系统的整体性能。 除了解决电池系统面临的能量挑战,布鲁克海文国家实验室的科学家还在研究可持续性电池的材料设计。为了寻找可提供高能量密度的可持续性阴极材料,科学家们选择了一种安全和储量丰富的元素 – 硫。 美国能源部布鲁克海文科学用户设施办公室国家同步光源二部(NSLS-II)科学家表示:“硫可以形成很多键,即能够抓住更多锂,从而增强能量密度。而且硫也比阴极材料中的传统元素轻,因而可让电动汽车具备更长的续航里程。” 研究人员在设计该新阴极材料时,选择了一种由碳、氢、硫和氧组成的有机二硫化合物,而不是传统锂电池中重金属,重金属不是很环保。但是虽然硫电池更安全、能量密度更高,但是也会面临着其他挑战。 Shadike表示:“当电池充放电的时候,硫会变成一种不好的复合物,溶解在电解质中,并扩散至整个电池,引起不良反应。我们设计了一种阴极材料,可让硫原子附着在一个有机支柱上,从而让硫稳定。” 研究人员表示,该项研究可提升高性能锂电池的性能,此类锂电池使用以硫为核心的阴极材料。