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研究人员利用石墨烯涂层将镍酸锂正极的寿命翻倍 以提高EV电池性能

汽车 盖世汽车网    2022-02-09 15:04

盖世汽车讯镍酸锂(LiNiO2)是一种很有前景的正极材料。这种材料具有极高的容量和无钴构成,可以实现大规模制造,而且更具可持续性。然而,其在高工作电压下的循环寿命较短,使实际应用受到阻碍。

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(图片来源:浦项工科大学)

 

据外媒报道,韩国浦项工科大学(POSTECH)和美国西北大学(Northwestern University)的联合研究小组提出一种方法,在不含钴的LiNiO2(LNO)表面涂上一层薄薄的石墨烯,从而阻止生成氧气,将其寿命提高一倍以上。

POSTECH钢铁及能源材料技术研究院(Graduate Institute of Ferrousand Energy Materials Technology)的Park Kyu-young教授表示:“借助于该项研究成果,可以加速无钴LNO的商业化。”

通过对LNO中与氧堆积化学相关的高压降解级联进行多尺度探索,研究团队发现,晶格氧损失在高电荷态的局部O3~O1堆积转变中起着关键作用,这随后在循环过程中导致镍离子迁移和不可逆的堆积层错。

该团队表示:“这种不受欢迎的原子级结构演化,加速微观电化学蠕变、开裂,甚至层弯曲,最终导致LNO粒子发生宏观机械降解。采用石墨烯基密封表面涂层,使高电荷状态下LNO中的氧损失减弱,这抑制了降解级联的启动,从而大大提高LNO的高压容量保持能力。”

钴是一种昂贵的稀土元素,广泛应用于锂离子电池。许多研究致力于减少组合物中的钴含量或完全去除钴,以打造无钴正极。中国企业专注于以磷酸铁锂(LFP)为正极材料、以金属衬底石墨碳电极为负极的电池。无钴LFP电池具有低成本、低毒性和长期稳定性,其主要缺点是能量密度比钴酸锂低。韩国企业致力于生产无钴低成本材料,以克服LFP电池的缺点。韩国电池材料初创企业Singular Materials Laboratory开发了一种无钴高锰正极材料,比磷酸铁锂电池的能量密度更高。

【以上内容转自“盖世汽车”,不代表本网站观点。 如需转载请取得盖世汽车网许可,如有侵权请联系删除。】

 

责任编辑: 4161HSS

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