“韩国开发无钴正极材料 经过500次循环保持83%的容量”

据盖乌斯汽车报道，韩国研究人员开发了一种高容量的正极材料，无需昂贵有毒的钴，即可使锂离子电池保持数百次稳定的充放电循环，有助于电动汽车的长距离行驶。

(照片来源:浦项科学技术大学)

浦项科技大学( postech )材料科学和工程系的研究小组通过开发简单的富锂层状材料合成技术控制局部结构，实现了这个目标。 这种高能量密度的正极材料在稳定维持500次以上充放电循环的同时，无需采用高价有毒的钴金属，将成为有前途的新一代高容量正极材料之一。

电动汽车的续航距离和充放电循环依赖于能够给锂离子电池充电的电极材料的独特点能量。 锂离子在正负极之间穿梭时，会产生电能。 使用富含锂的层状材料时，如果大量的锂被提取并插入，循环次数将急剧减少。 值得注意的是，如果大量的锂被提取，在高电荷状态下发生氧反应，就会发生结构崩溃，电池无法维持充放电特性和高能量密度，需要进行长时间的循环。 这种循环性能的恶化阻碍了商业化。

该小组发现，富锂层状材料的过渡金属层和锂层间的原子均匀分布，可能是活化富锂层状材料电化学反应和循环性能的重要因素。 这个小组进行了旨在控制合成条件，提高结构中原子分布的研究。 该小组利用固体反应，为制造原子分布优化的正极材料，开发了简单高效的新工艺。 结果表明，从电化学活性和循环性能方面看，该合成富锂层状材料具有最佳的局域结构，可以重复利用大量的锂。 实验证明，在数百个循环中，氧的氧化还原反应也是稳定可逆的。

在此优化条件下，富钴层状材料合成的可逆能比能量密度为600wh/kg的传统商用高镍层状材料，如lini0.8mn0.1co0.1o2，在1100wh/kg的情况下高出180%。 即使除去大量的锂也维持稳定的结构，电池在经过100个循环后，维持95%左右的容量，经过500个循环后为83%。 由于这一划时代的性能，预计电池即使经过数百个循环也能维持稳定的高能量。

研究人员表示:“对新一代高容量富锂层状材料来说，循环性能是重要问题之一。 这些研究结果的意义在于通过比较简单的改变工艺，大大改善了这个问题。 ”