稀土金属使锂电池性能提高

随着新能源汽车补贴的退坡，锂电企业面临着巨大的考验。其中应该如何提高锂电池的能量密度是供应商最大的困境。研究者表明，可以在锂电池正极材料掺杂一些稀土金属，这样不仅能够能节能环保，而且还可以提高它的性能。

近几年，锂电池的正极材料随着时代的变化不断地更新，从最初的金属锂到三元材料。然而，当前除了三元锂电池比较有发展潜力外，就是稀土锂电池了。所谓稀土锂电池就是在锂电池正极材料中掺杂稀土元素。比如：LiCoO2掺杂Re之后就形成了LiCoReO2化合物。 

众所周知，传统的锂电池不仅储存锂离子的空间小，容量衰减快，而且不环保，体积易膨胀。对此，在锂离子电池中引入少量的稀土原子的目的是为了稳定结构，从而减少容量损失，提高循环性能，降低体积膨胀的概率。

稀土金属不改变电极材料的晶体结构，只改变钴的晶格常数。由于稀土元素位于元素周期表的最下方，因此可知稀土原子半径较大。如果在正极材料加入稀土元素，那么会使钴的层间距离变大，有利于锂离子更快的迁出与嵌入。

此外，锂离子迁出后，夹层之间的静电斥力增加，因此提高钴层的极化力有利于层结构的稳定。研究者认为应该选择电荷高、离子半径小、极化能力强的离子，才能提高正极材料的电化学性能。在稀土元素中，铈将是不错选择材料，因为铈的半径较大。

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