德国科学家研究阴极材料退化机理 有望将锂电池容量增加30%

据外媒报道，德国卡尔斯鲁厄理工学院(KarlsruheInstituteofTechnology，KIT)及合作机构的研究人员为研发将来高能量锂电池，研究了阴极材料合成过程中结构的变化，并获得了有关阴极材料退化机理的紧要发现，或有助于研发更大容量的电池，以增长电动车的续航里程。

到目前为止，电动车未获得冲破性进展是因为受到了续航里程不足等因素的妨碍，具备更高蓄电量的电池有望缓解此种情况。使用材料-储能系统(IAM-ESS)研究所所长HelmutEhrenberg教授表示：“我们正在研发此类高能量系统，在我们看来，基于对电池电化学过程的理解，加上创新使用新材料，有望将锂电池的存储容量增加30%。”

高能量锂电池技术与传统电池技术的区别在于阴极材料的不同，不再采用不同比例镍、锰和钴构成的层状氧化物，转而使用含过量锂、富含锰的材料，能够大大提高阴极材料的单位体积/质量储能能力。不过，到目前为止，采用此种材料会遇到一个问题。

例如，在电池插入和提取锂离子的过程中(电池的基本功能)，高能量阴极材料会退化。经过一定时间后，层状氧化物会变成一种晶体结构，电化学性能特别差。结果发现，锂电池的均匀充放电电压在一开始时就降低了，从而妨碍了高能量锂电池的发展。

目前，还没有人完全知道确切的退化机理。KIT的一组研究人员与合作机构描述了该机理：“基于对高能量阴极材料的具体研究，我们发现，阴极材料不会笔直发生退化，而是通过形成很难被留意到的含锂岩盐结构间接退化。”此外，氧气在反应中也起着紧要作用。“除了此类结果，该研究还揭示了电池技术的行为并不一定笔直因退化造成。这是研究人员在合成阴极材料的过程中发现的。”

KIT的研究结果是一个紧要的里程碑，将促使电动车高能量锂电池的研发。研究人员采用了新型探测办法，以尽量减少层状氧化物的退化，并开始研发适宜的新型电池。(文中图片均来自卡尔斯鲁厄理工学院)

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