德國科學家研究陰極材料退化機理 有望將鋰電池容量增加30%

據外媒報道，德國卡爾斯魯厄理工學院(KarlsruheInstituteofTechnology，KIT)及合作機構的研究人員為研發將來高能量鋰電池，研究了陰極材料合成過程中結構的變化，并獲得了有關陰極材料退化機理的緊要發現，或有助于研發更大容量的電池，以增長電動車的續航里程。

到目前為止，電動車未獲得沖破性進展是因為受到了續航里程不足等因素的妨礙，具備更高蓄電量的電池有望緩解此種情況。使用材料-儲能系統(IAM-ESS)研究所所長HelmutEhrenberg教授表示：“我們正在研發此類高能量系統，在我們看來，基于對電池電化學過程的理解，加上創新使用新材料，有望將鋰電池的存儲容量增加30%。”

高能量鋰電池技術與傳統電池技術的區別在于陰極材料的不同，不再采用不同比例鎳、錳和鈷構成的層狀氧化物，轉而使用含過量鋰、富含錳的材料，能夠大大提高陰極材料的單位體積/質量儲能能力。不過，到目前為止，采用此種材料會遇到一個問題。

例如，在電池插入和提取鋰離子的過程中(電池的基本功能)，高能量陰極材料會退化。經過一定時間后，層狀氧化物會變成一種晶體結構，電化學性能特別差。結果發現，鋰電池的均勻充放電電壓在一開始時就降低了，從而妨礙了高能量鋰電池的發展。

目前，還沒有人完全知道確切的退化機理。KIT的一組研究人員與合作機構描述了該機理：“基于對高能量陰極材料的具體研究，我們發現，陰極材料不會筆直發生退化，而是通過形成很難被留意到的含鋰巖鹽結構間接退化。”此外，氧氣在反應中也起著緊要作用。“除了此類結果，該研究還揭示了電池技術的行為并不一定筆直因退化造成。這是研究人員在合成陰極材料的過程中發現的。”

KIT的研究結果是一個緊要的里程碑，將促使電動車高能量鋰電池的研發。研究人員采用了新型探測辦法，以盡量減少層狀氧化物的退化，并開始研發適宜的新型電池。(文中圖片均來自卡爾斯魯厄理工學院)

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