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新型无钴高压尖晶石正极材料问世 具有高面积容量

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时间:1900/1/1 0:00:00

理念

据外媒报道,加州大学圣地亚哥分校和得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员,以及美国陆军研究实验室和劳伦斯伯克利国家实验室的同事,开发了一种无钴高压厚尖晶石(LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO))高面积容量阴极材料。开发领先的高能量密度和低成本阴极材料一直是电池材料研究的主要目标。开发无钴正极材料是降低现有锂离子电池价格的重要概念之一。值得注意的是,锂离子电池的成本和可持续性不仅受到钴和镍生产的限制,还可能受到锂元素本身的限制。研究人员表示“钴价格大幅波动,镍价格小幅下跌,锂价格持续上涨。随着电动汽车和储能设备的广泛采用,预计锂资源的价格和利用率将更高。因此,开发低锂、低成本的锰、铁、铝等正极材料势在必行。“高压尖晶石具有高能量密度、低成本和更高的安全性,是最有希望商业化的新型阴极材料之一。研究人员指出,更重要的是,LNMO不含昂贵的钴或过量的锂,使其具有成本效益,适合用于动力电池和大规模储能。然而,这种材料有两个缺点:低导电性和高工作电压,导致整个电池容量的快速退化。研究人员声称:通过系统地解决这些困难,我们成功地开发出了面积容量负载高达3毫安时·厘米的厚LNMO电极?2.在纽扣型和软包电池中,优化的厚电极与商用化石石墨负极配对,在300次循环后,电池的全容量保持率分别为72%和78%。我们将这种优异的循环稳定性归因于对电池组件和测试条件的精心优化,尤其是电气性能的提高——电导率和高电压兼容性。这些结果表明,对材料质量、电极结构和电解质优化的精确控制可以支持基于厚LNMO正极的无钴电池系统的开发,最终满足下一代锂离子电池的需求,降低成本,提高安全性,确保可持续发展

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