《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 顯示光電 > 業(yè)界動態(tài) > 改善電池的壽命!鋰電池發(fā)明者創(chuàng)造了一種新涂層

改善電池的壽命!鋰電池發(fā)明者創(chuàng)造了一種新涂層

2021-07-31
來源:光電資訊
關(guān)鍵詞: 鋰電池 新型涂層

  鋰電池在長時間使用之后,續(xù)航能力會明顯下將。這主要是因為在電池循環(huán)過程中形成的雜質(zhì)導致的,現(xiàn)在諾貝爾獎獲得者、可充電鋰電池的發(fā)明者領(lǐng)導的一個團隊可能已經(jīng)找到了這個問題的解決方案--新型涂層。

  在鋰電池循環(huán)過程中,這些雜質(zhì)會累積在電池富鎳陰極中。而在鋰電池中,鎳雖然是能量密度的關(guān)鍵,但同時它也是不穩(wěn)定的。

  這導致在第一次充電和放電循環(huán)期間在陰極表面形成雜質(zhì),這反過來又使電池的存儲容量立即減少 10% 到 18%。

  此外,鎳在陰極結(jié)構(gòu)的表面下產(chǎn)生了不穩(wěn)定性,隨著時間的推移,這也開始降低電池的存儲容量。

  2019 年,斯坦利·惠廷安(Stanley Whittingham)與其他兩位科學家因在 1970 年代開發(fā)鋰離子電池而獲得諾貝爾化學獎。

  此后,這項技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進步,但包括 Whittingham 在內(nèi)的研究人員仍在努力通過實驗不同的材料來改進它們,而作為陰極的一個有希望的材料是一種名為 NMC 811 的鎳錳鈷材料。

  在 Whittingham 的帶領(lǐng)下,由紐約州立大學賓漢姆頓分校、能源部和橡樹嶺國家實驗室的研究人員組成的團隊對 NMC 811 進行了多項化學研究。

  希望這將防止陰極中的不穩(wěn)定性,研究人員通過 X 射線和中子衍射研究對這一點進行了調(diào)查。

  研究者 Hui Zhou 表示:“中子很容易穿透陰極材料,揭示出鈮和鋰原子的位置,這為更好地了解鈮的改性過程是如何工作的。中子散射數(shù)據(jù)表明,鈮原子穩(wěn)定了表面以減少第一周期的損失,而在更高的溫度下,鈮原子取代了陰極材料內(nèi)部更深的一些錳原子以提高長期的容量保持”。

  通話這種鎳錳鈷材料,在首次充電循環(huán)中就能減少容量損失。后來,它也提供了更好的長期性能,導致在250個充電周期內(nèi)容量保持率達到 93.2%。

  科學家們認為新的電池設(shè)計有很大的潛力,特別是在高密度存儲是一個優(yōu)先事項的情況下,例如在電動運輸領(lǐng)域。

  Whittingham 說:“在電化學性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面讓 NMC 811 成為一種候選的陰極材料,可用于更高能量密度的應(yīng)用,如電動汽車。將鈮涂層與用鈮原子替代錳原子相結(jié)合,可能是提高初始容量和長期容量保持率的更好方法。利用目前NMC材料的多步驟制造工藝,這些修改可以很容易地擴大規(guī)?!薄?/p>




電子技術(shù)圖片.png

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。