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Skoltech提出重新排列正極結(jié)構(gòu)的新方法 將電池能量密度提升25%
時(shí)間:2022-11-14 09:13來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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據(jù)外媒報(bào)道，俄羅斯斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所（Skolkovo Institute of Science and Technology，Skoltech）的研究人員提出一種方法，通過調(diào)整微結(jié)構(gòu)，提高電池的能量密度。這項(xiàng)工作為延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的單次充電續(xù)航里程指明了方向，未來通過深入的實(shí)驗(yàn)，有望進(jìn)一步提高性能。
（圖片來源：Skoltech）
這項(xiàng)研究的重點(diǎn)在于電池正極。很多鋰離子電池采用由富含鎳的層狀過渡金屬氧化物（NMC）制成的正極。這些材料由八面體形狀的粒子組成。當(dāng)這樣的兩個(gè)粒子聚集在一起，因?yàn)闊o法無縫結(jié)合，邊界上不可避免地會(huì)出現(xiàn)空隙。研究人員通過微調(diào)合成過程，細(xì)微地整合惰性鹽，以促進(jìn)形成球形粒子，而不是八面體形狀粒子，從而改變了兩種常見NMC的組態(tài)。
研究人員Aleksandra Savina表示：“這種材料是一種帶有球形粒子的單晶NMC。與多晶體不同，粉狀粒子沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此晶界處沒有多余空間。最重要的是，在與八面體形狀單晶相同的有限體積中，可以容納更多的球形單晶，從而實(shí)現(xiàn)更高的密度。”
據(jù)介紹，這種新型正極材料可以將能量密度提升達(dá)25%。研究人員希望就粒子尺寸進(jìn)行更深入的實(shí)驗(yàn)，以在相同體積內(nèi)容納更多的能量。將大小不同的粒子混合在一起，或許可以進(jìn)一步增加正極的密度。該設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，球形粒子可以充分減少與電池電解液的表面接觸，從而減緩正極降解。
首席研究員Artem Abakumov表示：“對(duì)于電動(dòng)汽車中使用的電池，正極材料是主要瓶頸之一。電池正極通常使用層狀過渡金屬氧化物，包括富鎳氧化物。研究人員對(duì)常用的兩種材料進(jìn)行了改進(jìn)，使能量密度提高了10%-25%。這意味著正極的尺寸更小，電池更加緊湊，在相同體積下可以存儲(chǔ)更多的容量。作為額外優(yōu)勢(shì)，這種材料的降解速度更慢。”
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