稀土金屬使鋰電池性能提高

隨著新能源汽車補貼的退坡，鋰電企業面臨著巨大的考驗。其中應該如何提高鋰電池的能量密度是供應商最大的困境。研究者表明，可以在鋰電池正極材料摻雜一些稀土金屬，這樣不僅能夠能節能環保，而且還可以提高它的性能。

近幾年，鋰電池的正極材料隨著時代的變化不斷地更新，從最初的金屬鋰到三元材料。然而，當前除了三元鋰電池比較有發展潛力外，就是稀土鋰電池了。所謂稀土鋰電池就是在鋰電池正極材料中摻雜稀土元素。比如：LiCoO2摻雜Re之後就形成了LiCoReO2化合物。 

眾所周知，傳統的鋰電池不僅儲存鋰離子的空間小，容量衰減快，而且不環保，體積易膨脹。對此，在鋰離子電池中引入少量的稀土原子的目的是為了穩定結構，從而減少容量損失，提高迴圈性能，降低體積膨脹的概率。

稀土金屬不改變電極材料的晶體結構，只改變鈷的晶格常數。由於稀土元素位於元素週期表的最下方，因此可知稀土原子半徑較大。如果在正極材料加入稀土元素，那麼會使鈷的層間距離變大，有利於鋰離子更快的遷出與嵌入。

此外，鋰離子遷出後，夾層之間的靜電斥力增加，因此提高鈷層的極化力有利於層結構的穩定。研究者認為應該選擇電荷高、離子半徑小、極化能力強的離子，才能提高正極材料的電化學性能。在稀土元素中，鈰將是不錯選擇材料，因為鈰的半徑較大。

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