一个研究小组, 利用廉价元素, 证明了合成锂离子电池(lib)电极材料的可行性。. 如果进一步研究, 这种方法可以减少工业对钴和镍等稀有金属的依赖.
研究结果的细节发表在4月11日的美国化学学会杂志《新萄京娱乐场官网》上, 2022.
稀有金属之所以被广泛使用，是因为它们能形成适合锂离子电池关键部件——阴极材料的晶体结构. 在这些材料中，锂很容易和可逆地提取/插入.
长期以来，科学家们一直在寻找将其他廉价元素融入晶体结构的方法. 然而,, 就像只有一定量的盐能溶于水一样, 其他元素的溶解度有限.
研究小组, 由新萄京娱乐场官网材料研究所(IMR)的Tetsu Ichitsubo教授领导，, 采用不同的策略. 利用从“结构熵”(一种材料的随机状态)中获得的能量，他们扩大了组成元素的溶解度, 合成新型复合电极材料:LiCr1/4Mn1/4Co1/4Ni1/4O2 和LiCr1/5Mn1/5Fe1/5Co1/5Ni1/5O2. 这大大减少了钴和镍的使用.
“新萄京娱乐场官网的方法释放了其他未使用元素的潜力，并通过灵活的材料设计，使新萄京娱乐场官网能够同时优化多个电极性能,一波说.
新方法合成的材料还可以提高lib的安全性. Tomoya川口, IMR的助理教授和论文的通讯作者说, 从理论上讲，增加构型熵也提高了电极材料的稳定性, 有助于整个电池的安全."
Ichitsubo和他的团队还阐明了使用这些新材料影响电池循环的降解机制. 这将为利用高熵策略开发新型高性能材料提供指导.
而目前的锂离子电池的可循环性和容量与传统的锂离子电池不匹配, 合成新电极材料的能力为lib的研究开辟了进一步的途径.
- 出版的细节:
题目:层状岩盐氧化物阴极对锂离子电池增强熵的影响
作者:川口朋也、边晓、畑山拓哉、李鸿毅、一波哲
学报:美国化学学会应用能源材料
DOI: 10.1021 / acsaem.1c03968
imr.东北.ac.jp