Skoltec提出重新排列正极结构的新方法 将电池能量密度提升25%0时讯

时间:2022-11-12 15:39:48    来源:盖世汽车


(资料图片)

据外媒报道,俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所(Skolkovo Institute of Science and Technology,Skoltech)的研究人员提出一种方法,通过调整微结构,提高电池的能量密度。这项工作为延长电动汽车的单次充电续航里程指明了方向,未来通过深入的实验,有望进一步提高性能。

(图片来源:Skoltec)

这项研究的重点在于电池正极。很多锂离子电池采用由富含镍的层状过渡金属氧化物(NMC)制成的正极。这些材料由八面体形状的粒子组成。当这样的两个粒子聚集在一起,因为无法无缝结合,边界上不可避免地会出现空隙。研究人员通过微调合成过程,细微地整合惰性盐,以促进形成球形粒子,而不是八面体形状粒子,从而改变了两种常见NMC的组态。

研究人员Aleksandra Savina表示:“这种材料是一种带有球形粒子的单晶NMC。与多晶体不同,粉状粒子没有内部结构,因此晶界处没有多余空间。最重要的是,在与八面体形状单晶相同的有限体积中,可以容纳更多的球形单晶,从而实现更高的密度。”

据介绍,这种新型正极材料可以将能量密度提升达25%。研究人员希望就粒子尺寸进行更深入的实验,以在相同体积内容纳更多的能量。将大小不同的粒子混合在一起,或许可以进一步增加正极的密度。该设计的另一个优势是,球形粒子可以充分减少与电池电解液的表面接触,从而减缓正极降解。

首席研究员Artem Abakumov表示:“对于电动汽车中使用的电池,正极材料是主要瓶颈之一。电池正极通常使用层状过渡金属氧化物,包括富镍氧化物。研究人员对常用的两种材料进行了改进,使能量密度提高了10%-25%。这意味着正极的尺寸更小,电池更加紧凑,在相同体积下可以存储更多的容量。作为额外优势,这种材料的降解速度更慢。”

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