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美国大学设计高镍层氧化物阴极 实现更便宜/性能更好的锂离子电池

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-10  来源:盖世汽车
据外媒报道,目前大多数电动汽车都使用锂离子电池提供动力,但是锂电池的续航时间仍然很有限。未来,高镍层氧化物阴极材料将能够增长电动汽车的续航里程,实现更便宜、性能更高的锂离子电池。

目前,大多数商用锂离子电池的电极之一都含有大量的钴。不过,钴很昂贵,储量也不是特别丰富,大大增加了锂电池的制造成本。

最近,全球的科学家都在尝试寻找新设计策略,促进此类电池能够广泛被采用,反过来也能够降低电动汽车的价格,让电动汽车得到普及。不过,要实现这一目标,最终需要找到更多可用于锂电池的丰富材料,想出新的组合方法,设计出新生产工艺,引入替代性结构设计。

美国德克萨斯大学奥斯汀分校(the University of Texas at Austin)的研究人员就考虑了几种高镍层氧化物阴极设计,此种阴极有望在未来10年内用于锂电池。研究人员总结了,在试图将高镍层氧化物阴极的能量输出实现最大化时遇到的一些挑战,同时也与一些新出现的利用零钴化学法制造锂电池的设计做了比较。

在电极中使用镍,而不用钴的主要优点是成本更低、更容易找到材料。此外,与钴含量高的阴极相比,镍含量高的电极具有更高的电荷存储容量、能量密度以及更长的运行时间。

然而,遗憾的是,含有大量镍材料的层状氧化物阴极很难在保持良好性能的同时进行合成。研究人员在研究中,提出了一系列策略,可以优化当前的合成过程。

研究人员表示:“该项研究最有意义的成果是,我们能够合成镍含量高、钴含量高、性能好的锂离子电池电极材料。不过,含镍高的电极材料暴露在空气中容易降解。目前,我们正努力使其稳定,在空气中实现更好的稳定性。”
 
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