德国研究阴极材料退化机理 有望将锂电池容量提高30%

德国卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology,KIT)及合作机构的研究人员为研发高性能锂离子电池,研究了阴极材料合成过程中结构的变化,并获得了有关阴极材料退化机理的重要发现,这或许有助于开发更大容量的蓄电池,以满足纯电动汽车的需求。

众所周知,新能源汽车行业发展速度因受到动力锂电池续航时间较短的影响而稍显缓慢,而具备更高蓄电量的电池有望缓解此种情况。某研究教授表示,他们正在研发此类高能量的系统,主要是基于对电池电化学过程的理解,再加上新材料的使用,有望将锂电池容量提高30%。

锂电池图片

与传统电池相比,高能量锂离子电池的阴极材料有所不同,不再采用不同比例镍、锰和钴构成的层状氧化物,转而使用含过量锂、富含锰的材料,这能大大提高阴极材料的单位体积/质量储能能力。不过,此种材料在实际生产过程中仍会遇到问题。

例如在电池插入和提取锂离子的过程中,高能量阴极材料会退化。经过一定时间后,层状氧化物会变成一种晶体结构,电化学性能特别差。结果发现,锂离子电池的平均充放电电压在一开始时就降低了,从而阻碍了高能量锂离子电池的发展。

目前,还没有人完全了解确切的退化机理。KIT的研究人员与合作机构描述了该机理:“阴极材料不会直接发生退化,而是通过形成很难被注意到的含锂岩盐结构间接退化。”此外,氧气在反应中也起着重要作用。

KIT的研究结果是一个重要的里程碑,将促进电动汽车高能量锂离子电池的研发。研究人员采用了新型测试方法,以尽量减少层状氧化物的退化,并开始研发合适的新型电池。

 

 

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