快趣直播免费版app下载 - 快趣直播app大全下载最新版本免费安装软件

當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

研究發(fā)現(xiàn)富鋰NMC材料電壓滯后原因 對未來開發(fā)電池正極產(chǎn)生巨大影響

時間:2020-09-26 14:41來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
 
       據(jù)外媒報道,牛津大學(xué)、亨利·羅伊斯和法拉第學(xué)院(Henry Royce and Faraday Institutions)以及英國的國家同步加速器鉆石光源(Diamond Light Source)的研究人員利用“鉆石光源”的共振非彈性X射線散射(RIXS),識別重要電池材料富鋰NMC中氧化氧(oxidized oxygen)的性質(zhì)。與當(dāng)前最先進的材料相比,這種材料可以提供更高的能量密度,延長電動汽續(xù)航里程,因此,被廣泛認(rèn)為可以應(yīng)用于下一代鋰離子電池。研究人員希望,科學(xué)家們可以利用他們的研究結(jié)果,解決與富鋰材料有關(guān)的電池壽命和電壓衰減等問題。
 
       鉆石光源I21 RIXS(軟X線 RIXS光束線)首席光束科學(xué)家Kejin Zhou表示:“我們的工作主要是了解神秘的首次循環(huán)電壓滯后現(xiàn)象,在該過程中氧化還原過程無法完全恢復(fù),導(dǎo)致電壓損失,能量密度降低。”
 
      此前,該研究小組項曾研究過這一過程。據(jù)報道,在鈉離子電池正極中,電壓滯后現(xiàn)象的發(fā)生,是由于充電過程中過渡金屬離子遷移,使所形成的氧氣分子被困在粒子里。Zhou表示:“目前,我們的研究集中在富鋰材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2上。跟以前一樣,關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)顯示,材料內(nèi)部會形成游離的氧氣分子,這在之前沒有得到重視。這一發(fā)現(xiàn)非常重要,因為該材料具有較高的TM-O共價,曾被認(rèn)為可以抑制氧氣分子的形成。我相信,對于未來的電池正極設(shè)計,我們的工作將產(chǎn)生重大影響,使不穩(wěn)定的蜂窩結(jié)構(gòu)最小化。談到解決富鋰NMC材料存在的其它問題,比如電壓衰減,此次研究也具有重要意義,這些問題會阻礙其商業(yè)化,影響發(fā)現(xiàn)可以更加可逆化利用O-氧化還原過程的新材料。
 
       能夠提高鋰離子電池能量密度的材料為數(shù)不多,富鋰正極材料是其中之一。在這些結(jié)構(gòu)中,幾乎所有的鋰都可以被移除,首先通過過渡金屬(TM)離子氧化來補償,然后是氧離子。然而,充電時O-氧化還原過程涉及到的高電壓,在放電時不能恢復(fù),導(dǎo)致產(chǎn)生所謂的電壓滯后,能量密度顯著降低。這是阻礙開發(fā)材料全部潛能的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一,并且對該現(xiàn)象的理解仍然不完整。
 
       主要研究人員、牛津大學(xué)材料系的Rob House博士表示:“在我們的研究中,我們使用了鉆石光源I21光束線的HR RIXS(高分辨率共振非彈性X射線散射光譜儀)研究O-氧化還原過程。這是材料存儲氧離子電荷的方式,而氧離子是其結(jié)構(gòu)的一部分。然而,研究人員很難完全理解這一過程。這種材料在首次充電時會發(fā)生復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變化,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的電壓滯后,而氧離子存儲能量的機制尚不清楚。”
 
       “通過獲得的數(shù)據(jù),我們能夠識別之前被RIXS技術(shù)探測到但無法完全辨別的神秘光譜特征。我們能夠分解由氧氣分子振動產(chǎn)生的精細結(jié)構(gòu),所以能識別在這一重要類別的電池材料中獲得的RIXS特征。這些氧氣分子被困在正極材料主體中,在放電過程中,可以以較低的電壓(低于初始充電電壓)重新轉(zhuǎn)化為氧離子。這為解釋O-氧化還原過程提供一種新機制,也代表了開發(fā)電池材料的重要一步。”
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個人觀點,與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實,對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非中國電池聯(lián)盟)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在一周內(nèi)進行,以便我們及時處理。
QQ:503204601
郵箱:[email protected]
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話:010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號