IT之家 8 月 27 日消息，日本橫濱國(guó)立大學(xué)的研究人員展示了一種有望取代鎳鈷電池的新型電動(dòng)汽車電池。該電池使用錳作為負(fù)極材料，具有高能量密度、低成本和可持續(xù)性等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)上，電動(dòng)汽車制造商更青睞鎳鈷電池，因?yàn)樗鼈兙哂懈叩哪芰棵芏?，可以提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程。然而，鎳鈷資源稀缺且價(jià)格昂貴，隨著電動(dòng)汽車的普及，這些電池將變得不可持續(xù)。
據(jù)IT之家了解，雖然鋰離子電池是目前大多數(shù)電子設(shè)備的首選可充電電池，但其較低的能量密度限制了其在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用。為了提高鋰離子電池的性能，研究人員一直在不斷探索新的材料和技術(shù)。
錳基鋰電池，如 LiMnO2，也被廣泛研究。然而，由于其電極性能較差，實(shí)際應(yīng)用受到限制。日本橫濱國(guó)立大學(xué)的研究人員在最近的研究中解決了這個(gè)問(wèn)題。
研究人員通過(guò) X 射線衍射、掃描電子顯微鏡和電化學(xué)方法對(duì) LiMnO2 的各種形式進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)單斜晶系層狀結(jié)構(gòu)可以促進(jìn) LiMnO2 向尖晶石相的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。LiMnO2 的相變可以提高電極材料的性能。如果沒(méi)有相變，LiMnO2 電極的性能將低于最佳水平。
研究人員 Yabuuchi Naoaki 在新聞稿中表示：“根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，我們使用簡(jiǎn)單的固態(tài)反應(yīng)直接合成了具有單斜晶系層狀結(jié)構(gòu)和高表面積的納米結(jié)構(gòu) LiMnO2?！痹摲磻?yīng)沒(méi)有中間步驟，可以直接從兩種組分通過(guò)煅燒過(guò)程合成。
測(cè)試結(jié)果顯示，使用 LiMnO2 電極的電池能量密度達(dá)到了 820 瓦時(shí) / 千克（Wh/kg），而鎳基電池的能量密度為 750 Wh/kg，鋰基電池的能量密度更低，只有 500 Wh/kg。
以往使用錳的研究報(bào)告稱，電池會(huì)出現(xiàn)電壓衰減，即電壓輸出隨著時(shí)間的推移而下降，從而降低電子設(shè)備的性能。然而，研究人員在使用 LiMnO2 電極的電池中沒(méi)有觀察到這種現(xiàn)象。
仍然可能發(fā)生錳溶解問(wèn)題，研究人員計(jì)劃使用高濃度電解質(zhì)溶液和磷酸鋰涂層來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
研究人員相信，他們的研究成果為開(kāi)發(fā)一種與現(xiàn)有產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)、生產(chǎn)可持續(xù)且環(huán)保的新型電池做出了貢獻(xiàn)。他們期待將其技術(shù)商業(yè)化，并在電動(dòng)汽車行業(yè)中應(yīng)用。
此研究結(jié)果發(fā)表在《ACS Central Science》雜志上。
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