鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:680次 | 2021年09月30日
新陰極材料可將鋰離子電池儲(chǔ)能能力提高50%
據(jù)外媒報(bào)道,一個(gè)韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)成功為鋰離子電池研發(fā)了新一代高容量陰極材料。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KoreaInstituteofScienceandTechnology,KIST)宣布,KIST儲(chǔ)能中心負(fù)責(zé)人KyungYoon博士、Sang-YoungLee教授(韓國(guó)國(guó)立蔚山科學(xué)技術(shù)研究院)以及KIST純中心首席研究員WonyoungChang博士組成的聯(lián)合研究小組通過(guò)利用三文魚的DNA穩(wěn)定過(guò)鋰化層狀氧化物(OLO),成功研發(fā)了一種高性能陰極材料。
(:eurekalert.org)
在鋰離子二次電池中,充放電過(guò)程中鋰離子在陰陽(yáng)極之間來(lái)回移動(dòng)的數(shù)量決定了電池系統(tǒng)的能量密度。換句話說(shuō),研發(fā)高容量的陰極材料有關(guān)提高鋰離子電池的容量至關(guān)重要。
過(guò)鋰化層狀氧化物可逆容量較高,達(dá)250mAh/g(現(xiàn)有的商業(yè)化材料的可逆容量只有160mAh/g),早被認(rèn)為是新一代陰極材料,能夠?qū)㈦姵氐膬?chǔ)能能力提高50%以上。不過(guò),OLO的重要缺點(diǎn)是,在充放電循環(huán)過(guò)程中,OLO的分層結(jié)構(gòu)會(huì)崩潰,導(dǎo)致膨脹,最終使得電池?zé)o法使用。
KIST研究團(tuán)隊(duì)將OLO表面與內(nèi)部分成特定區(qū)域,并采用透視電子顯微鏡分析該晶體結(jié)構(gòu)的變化情況。分析結(jié)構(gòu)表明,經(jīng)過(guò)反復(fù)的充放電循環(huán),OLO的表面金屬層開(kāi)始崩潰。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
于是,該聯(lián)合研究小組采用了一種對(duì)鋰離子有很強(qiáng)吸附力的三文魚DNA,以控制會(huì)導(dǎo)致材料退化的OLO的表面結(jié)構(gòu)。不過(guò),該三文魚DNA在水溶液中顯出聚集的趨勢(shì)。為解決該問(wèn)題,研究小組將碳納米管(CNT)與三文魚DNA組合成了復(fù)合涂層材料。將DNA/CNT混合物均勻地放置并附著在OLO的表面,從而研發(fā)出了新型陰極材料。
KIST研究團(tuán)隊(duì)采用了綜合先進(jìn)分析技術(shù)(研究各種因素,從單個(gè)顆粒到電極),發(fā)現(xiàn)OLO的電化學(xué)特性及其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性機(jī)制都得到了改善。原位X射線分析結(jié)果也證實(shí),在充放電循環(huán)過(guò)程中,結(jié)構(gòu)退化得到了抑制,熱穩(wěn)定性得到改進(jìn)。(來(lái)源:蓋世汽車/作者:余秋云)