中美研究人员探讨钴在电池中起到的作用 以开发更有效的无钴正极

目前，全球许多汽车公司都在投资开发电动汽车，这将有助于减少温室气体排放。电动汽车需要使用高性能、耐用、节能的大型充电电池。然而，近年来，由于原材料的短缺，尤其是作为主要正极成分的钴(Co)，电池的成本不断上升。工程师和化学家一直在寻找替代材料来代替可充电电池普通正极中的钴。为了有效地替代钴，这些材料应该具有相似的性能，但成本更低或更容易获得。

(来源:pkusz)

据国外媒体报道，来自美国阿贡国家实验室和中国北京大学深圳研究生院的研究人员进行了一项研究，以更好地了解钴在可充电电池中的作用，并为设计新的无钴正极提供信息。

研究人员表示:“我们探索了钴在特别设计的系统中的作用，例如用锰代替的富钴阴极和无钴阴极。”

目前，许多无钴阴极含有大量的锂或镁，其中一些有望取代钴基阴极，但由于容量和稳定性不足，往往不适合大规模商业化使用。因此，无钴替代材料的研究大多集中在层状氧化物阴极，如富镍层状氧化物阴极。总的来说，富镍层状氧化物阴极具有高容量和高能量密度。但事实证明，直接用镍代替钴是不可行的，因为这会导致电池的性能和热稳定性显著下降。在这项研究中，研究人员希望了解为什么钴可以在电池的正极中发挥如此重要的作用。在此基础上，发现可以实现类似性能的替代富镍组分，以设计更好的用于可充电电池的无钴正极。

研究人员使用了最先进的方法来识别钴的内在属性，并将相关过程与富镍无钴阴极中的过程进行了比较。之前的研究表明，正极含有大量的镍，可能导致电池容量衰减更快。然而，这项研究发现，在高电压下，钴实际上比镍更具破坏性。研究人员表示:“我们的研究结果表明，钴在快速容量和/或结构退化中起着不可否认的作用，在高电压下，钴比镍更具破坏性。”此外，用锰代替钴可以有效地降低破坏性效应，并获得更好的高电压性能。

总体而言，该团队发现了一系列形态和结构退化机制，可以解释为什么富钴阴极的容量随时间快速衰减。该研究对设计高性能、低成本的无钴电池具有重要的指导意义。在这些发现的基础上，研究人员提出了一系列无钴正极材料，并验证了这些材料具有良好的性能，有望在未来应用于可充电电池，并大规模投入商业使用。目前，全球许多汽车公司都在投资开发电动汽车，这将有助于减少温室气体排放。电动汽车需要使用高性能、耐用、节能的大型充电电池。然而，近年来，由于原材料的短缺，尤其是作为主要正极成分的钴(Co)，电池的成本不断上升。工程师和化学家一直在寻找替代材料来代替可充电电池普通正极中的钴。为了有效地替代钴，这些材料应该具有相似的性能，但成本更低或更容易获得。

(来源:pkusz)

据国外媒体报道，来自美国阿贡国家实验室和中国北京大学深圳研究生院的研究人员进行了一项研究，以更好地了解钴在可充电电池中的作用，并为设计新的无钴正极提供信息。

研究人员表示:“我们探索了钴在特别设计的系统中的作用，例如用锰代替的富钴阴极和无钴阴极。”

目前，许多钴-……ee阴极含有大量的锂或镁，其中一些有望取代钴基阴极，但由于容量和稳定性不足，往往不适合大规模商业化使用。因此，无钴替代材料的研究大多集中在层状氧化物阴极，如富镍层状氧化物阴极。总的来说，富镍层状氧化物阴极具有高容量和高能量密度。但事实证明，直接用镍代替钴是不可行的，因为这会导致电池的性能和热稳定性显著下降。在这项研究中，研究人员希望了解为什么钴可以在电池的正极中发挥如此重要的作用。在此基础上，发现可以实现类似性能的替代富镍组分，以设计更好的用于可充电电池的无钴正极。

研究人员使用了最先进的方法来识别钴的内在属性，并将相关过程与富镍无钴阴极中的过程进行了比较。之前的研究表明，正极含有大量的镍，可能导致电池容量衰减更快。然而，这项研究发现，在高电压下，钴实际上比镍更具破坏性。研究人员表示:“我们的研究结果表明，钴在快速容量和/或结构退化中起着不可否认的作用，在高电压下，钴比镍更具破坏性。”此外，用锰代替钴可以有效地降低破坏性效应，并获得更好的高电压性能。

总体而言，该团队发现了一系列形态和结构退化机制，可以解释为什么富钴阴极的容量随时间快速衰减。该研究对设计高性能、低成本的无钴电池具有重要的指导意义。在这些发现的基础上，研究人员提出了一系列无钴正极材料，并验证了这些材料具有良好的性能，有望在未来应用于可充电电池，并大规模投入商业使用。

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