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美国电池性能退化问题研究获新进展

导读: 由伯克利实验室科学家Marca Doeff牵头的研发小组惊奇的发现,使用喷雾热分解这一简单的技术,能够克服NMC阴极电池最大的问题--表面反应性,这个问题导致电池材料性能退化。

  通过与美国能源部(DOE)另外两个实验室--布鲁克海文国家实验室和SLAC国家加速器实验室的合作--伯克利实验室科学家Marca Doeff带领的研发小组惊奇的发现,使用喷雾热分解这一简单的技术,能够克服NMC阴极电池最大的问题--表面反应性,这个问题导致电池材料性能退化。

  常规材料表征技术无法解释为什么通过采用喷雾热分解,电池性能就会变好。因而,最后去SLAC国家加速器实验室和布鲁克海文国家实验室,通过使用更先进的成像技术,发现在颗粒表面上镍含量较低,这就是导致电池性能变好的原因所在。镍含量越高,电池表面反应性就越大。

  镍是主要的电活性成分,再加上它比钴价格便宜。镍含量越高,电池容量就会越大,但同时就会出现电池表面反应性变大的问题。

  阴极材料的发展对于提高高压电池的稳定性而言非常重要,也是研究的重点。喷雾热解技术已经应用于制造薄膜和粉末,但在电池生产领域还未得到普及。

  表面反应性是高电压循环的一个重要问题,曾采用多种策略解决此问题,包括使用部分钛取代钴,某种曾度上会抵消表面反应性。

  Doeff与其伯克利实验室的同事通过研究取得重大发现,设计阴极颗粒的表面是解决电池性能问题的关键。Doeff表示,在深层次理解NMC阴极稳定性的挑战之后,我们取得了一定进步,可通过调节表面金属分布以调整NMC阴极。

  “虽然我们不是第一个想到去降低表面镍含量的,但我们能够通过采用简单的流程一步完成”。(文/Tina译)

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