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美國(guó)大學(xué)設(shè)計(jì)高鎳層氧化物陰極 實(shí)現(xiàn)更便宜/性能更好的鋰離子電池
時(shí)間:2020-02-08 14:49來源:蓋世汽車 作者:余秋云
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（圖片來源：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）
據(jù)外媒報(bào)道，目前大多數(shù)電動(dòng)汽車都使用鋰離子電池提供動(dòng)力，但是鋰電池的續(xù)航時(shí)間仍然很有限。未來，高鎳層氧化物陰極材料將能夠增長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，實(shí)現(xiàn)更便宜、性能更高的鋰離子電池。
目前，大多數(shù)商用鋰離子電池的電極之一都含有大量的鈷。不過，鈷很昂貴，儲(chǔ)量也不是特別豐富，大大增加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(dòng)汽車的價(jià)格，讓電動(dòng)汽車得到普及。不過，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，最終需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(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校（the University of Texas at Austin）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(shí)遇到的一些挑戰(zhàn)，同時(shí)也與一些新出現(xiàn)的利用零鈷化學(xué)法制造鋰電池的設(shè)計(jì)做了比較。
在電極中使用鎳，而不用鈷的主要優(yōu)點(diǎn)是成本更低、更容易找到材料。此外，與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(chǔ)容量、能量密度以及更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)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(shí)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、性能好的鋰離子電池電極材料。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。”
(責(zé)任編輯：子蕊)
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