韩国开发无钴正极材料 经过500次循环保持83%的容量

据外媒报道，韩国研究人员开发了一种大容量正极材料，该材料可以在不使用昂贵且有的钴的情况下，为锂离子电池保持数百次稳定的充放电循环，这将有助于实现电动汽车的长距离驾驶。

浦项科技大学材料科学与工程系的研究团队通过开发一种合成富锂层状材料的简单工艺来控制局部结构，从而实现了这一目标。这种高能量密度阴极材料可以稳定地维持500次以上的充放电循环，而不需要昂贵且有的钴金属，使其成为有前途的下一代高容量阴极材料之一。电动汽车的续航里程和充放电循环取决于可充电锂离子电池电极材料的独特性能。当锂离子在正极和负极之间来回流动时，会产生电能。当使用富含锂的层状材料时，当提取和插入大量锂时，循环次数急剧减少。值得注意的是，当大量锂被提取，氧反应在高充电状态下发生时，会发生结构坍塌，导致电池无法保持充放电特性或高能量密度进行长期循环。这种循环性能的恶化阻碍了其商业化。该团队发现，富锂层状材料的过渡金属层和锂层之间原子的均匀分布可能是激活富锂层状物质电化学反应和循环性能的重要因素。该团队进行了一项研究，以控制合成条件并改善结构中原子的分布。该团队利用固态反应开发了一种简单高效的新工艺，可用于制造原子分布优化的阴极材料。结果表明，从电化学活性和循环性能的角度来看，这种合成的富锂层状材料具有优化的局部结构，可以重复使用大量的锂。实验还证实，氧气的氧化还原反应在数百次循环中是稳定和可逆的。与能量密度为600Wh/kg的传统商业高镍层状材料相比，在该优化条件下，合成的无钴富锂层状材料的可逆能量在1100Wh/kg时高出180%。即使在去除大量锂后，它也可以保持稳定的结构，使电池在100次循环后保持约95%的容量，在500次循环后维持83%的容量。有了这种突破性的性能，预计电池在数百次循环后能够保持稳定的高能量。研究人员表示，“循环性能是下一代高容量富锂层状材料的重要问题之一。这些研究结果的意义在于，通过相对简单的工艺改变，这个问题得到了极大的改善

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