德國研究陰極材料退化機理 有望將鋰電池容量提高30%

德國卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）及合作機構的研究人員為研發高性能鋰離子電池，研究了陰極材料合成過程中結構的變化，並獲得了有關陰極材料退化機理的重要發現，這或許有助於開發更大容量的蓄電池，以滿足純電動汽車的需求。

眾所周知，新能源汽車行業發展速度因受到動力鋰電池續航時間較短的影響而稍顯緩慢，而具備更高蓄電量的電池有望緩解此種情況。某研究教授表示，他們正在研發此類高能量的系統，主要是基於對電池電化學過程的理解，再加上新材料的使用，有望將鋰電池容量提高30%。

與傳統電池相比，高能量鋰離子電池的陰極材料有所不同，不再採用不同比例鎳、錳和鈷構成的層狀氧化物，轉而使用含過量鋰、富含錳的材料，這能大大提高陰極材料的單位體積/品質儲能能力。不過，此種材料在實際生產過程中仍會遇到問題。

例如在電池插入和提取鋰離子的過程中，高能量陰極材料會退化。經過一定時間後，層狀氧化物會變成一種晶體結構，電化學性能特別差。結果發現，鋰離子電池的平均充放電電壓在一開始時就降低了，從而阻礙了高能量鋰離子電池的發展。

目前，還沒有人完全瞭解確切的退化機理。KIT的研究人員與合作機構描述了該機理：“陰極材料不會直接發生退化，而是通過形成很難被注意到的含鋰岩鹽結構間接退化。”此外，氧氣在反應中也起著重要作用。

KIT的研究結果是一個重要的里程碑，將促進電動汽車高能量鋰離子電池的研發。研究人員採用了新型測試方法，以儘量減少層狀氧化物的退化，並開始研發合適的新型電池。