《【 Journal of Power Sources 】一种用于锂离子电池的高容量正极材料》

  • 来源专题:新能源汽车
  • 编译者: 王晓丽
  • 发布时间:2024-10-17
  • Skoltech能源中心的一个研究小组获得了由层状富镍过渡金属氧化物制成的锂离子电池高容量正极材料的专利,以及一种新的热液微波辅助生产方法。新方法速度更快,成本更低,阴极材料本身的寿命将比市场上现有的阴极材料长约 10%。 该技术将有助于俄罗斯更有效地发展电动交通。 介绍该成果的论文发表在 Journal of Power Sources 杂志上。 研究人员使用水热微波辅助处理技术,在阴极材料前体的球形颗粒上涂覆一层氢氧化钴薄层,场上的其他材料那样随机分布。

    在第一阶段,研究小组获得了一种氢氧化物前体(一种参与反应导致形成另一种物质的物质),其中镍、锰和钴阳离子在原子层面上均匀混合。 然后,将其与碳酰胺水溶液和钴源悬浮液一起放入水热微波反应器中处理约 15 分钟。 之后,研究小组获得了一种覆盖着均匀富钴外壳的前驱体。 在高温岩化阶段,前驱体与锂源混合,并在高温下进行热处理。 目前,市场上主要采用共沉淀法代替微波处理阶段,这种方法需要 12 个多小时。"浓度梯度的形成与独特的形态相结合,带来了几个优势--材料的稳定性和不同循环速率下的高容量。 有了这样的材料,锂离子电池的工作时间将延长约 10%。

    原文链接:: Lyutsia A. Sitnikova et al, Improving electrochemical performance of Ni-rich layered cathode material with combining Co-enriched compositional gradient and radial microstructure, Journal of Power Sources (2024). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2024.234302

  • 原文来源:https://techxplore.com/news/2024-10-patent-high-capacity-cathode-material.html?deviceType=mobile
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    • 美国西北大学研究团队研发出一种全新材料,可用于制造性能稳定的大容量锂离子电池,从而大幅提升智能手机、电动汽车等的续航时间,甚至可以延长到目前的两倍多。 锂离子电池已是现代高性能电池的代表,应用最为广泛,其主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。而今消费电子和动力电池对能量密度提升的需求,推动着正极材料不断进步——通常,人们采用的是锂、氧和一种过渡金属的化合物为电池正极,这其中,正是过渡金属负责储存和释放电能,其性质也是电池容量的关键。 现阶段最常用的过渡金属是钴,而此前科学家研究发现,如果用镁取代钴,可以在提高容量的同时降低成本,但镁也有一定缺陷——电池性能退化太快,仅两轮充放电后就出现大幅下降。 据美国西北大学官方网站介绍,此次团队研发的新材料是掺有铬和钒元素的锂镁氧化物,其用作锂离子电池的正极,电池容量出现了大幅提高,同时兼具性能稳定、不会迅速退化的优点。 西北大学研究小组先是为锂镁氧化物材料建立了一个结构模型。该模型详细到了单个原子,团队借此分析了全部充放电过程,发现其中的氧也会参与存储电能,因而容量比以往要大。 随后,研究人员尝试了将不同元素掺入锂镁氧化物的方案,以期计算出不同混合物各自的储能效果。最终他们发现,掺入铬和钒能在保持电池大容量的同时实现最稳定性能。 研究人员表示,下一步他们将在实验室中检验该新材料的实际应用表现。
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