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軟硬結(jié)合板之鋰電池新突破，新型涂層改善壽命

文章來(lái)源：作者：何琴查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：2729發(fā)布日期：2021-08-04 09:59【大中小】

據(jù)軟硬結(jié)合板廠了解，鋰電池是目前最為廣泛利用的一種電池，其具有能量密度大、自放電率低、電勢(shì)差高等優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池已在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用，如手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)、衛(wèi)星、飛船、水下機(jī)器人等。但是，鋰電子并非沒(méi)有缺點(diǎn)，其在功率密度、使用壽命等方面還有改進(jìn)的空間。

　　鋰電池在循環(huán)過(guò)程中，雜質(zhì)會(huì)積攢在電池富鎳陰極中。而鎳雖然是鋰電池能量密度的關(guān)鍵，但其具有不穩(wěn)定性。這就容易導(dǎo)致在第一次充電和放電循環(huán)期間，鎳陰極表面形成雜質(zhì)，從而反過(guò)來(lái)又使電池的存儲(chǔ)容量減少 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(shí)間的推移，也會(huì)開(kāi)始降低電池的存儲(chǔ)容量。所以鋰電池在長(zhǎng)時(shí)間使用之后，續(xù)航能力往往會(huì)明顯下降。

　　軟硬結(jié)合板廠了解到，作為陰極的一個(gè)候選材料，一種名為 NMC 811 的鎳錳鈷材料有很大的開(kāi)發(fā)潛力。于是，紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校、能源部和橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員對(duì) NMC 811 進(jìn)行了多項(xiàng)化學(xué)研究，希望其可有效抑制陰極中的不穩(wěn)定性。

　　研究人員通過(guò) X 射線和中子衍射技術(shù)來(lái)探究該材料的內(nèi)在機(jī)制。結(jié)果表明，中子可輕松穿透陰極材料，揭示出鈮和鋰原子的位置，這為進(jìn)一步了解鈮的改性過(guò)程提供了機(jī)會(huì)。

　　并且，中子散射數(shù)據(jù)顯示，鈮原子穩(wěn)定了表面，減少了第一周期的損失，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，提高了長(zhǎng)期的容量保持。通過(guò)這種鎳錳鈷材料，在首次充電循環(huán)中，鋰電池容量損失明顯減少。

　　軟硬結(jié)合板廠認(rèn)為值得一提的是，該材料還提供了更長(zhǎng)的使用性能，250個(gè)充電周期內(nèi)容量保持率達(dá)到 93.2%。在高密度存儲(chǔ)優(yōu)先應(yīng)用情況下，比如在電動(dòng)運(yùn)輸領(lǐng)域，這一特點(diǎn)將會(huì)發(fā)揮較大優(yōu)勢(shì)。

　　此外，電化學(xué)性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性讓 NMC 811 更有機(jī)會(huì)成為候選的陰極材料，可用于更高能量密度的應(yīng)用，如電動(dòng)汽車(chē)。未來(lái)，將鈮涂層與用鈮原子結(jié)合，替代錳原子結(jié)合，可能是提高鋰電池初始容量和長(zhǎng)期容量保持率的有效途徑。

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