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Skoltech获得高容量阴极材料专利可用于锂离子电池

盖世汽车 Elisha 2024-10-22 12:23:10

核心提示：新方法的速度更快、成本更低，并且这种阴极材料的使用寿命比市售材料长约10%。该

盖世汽车讯据外媒报道，俄罗斯Skoltech Energy Center研究团队获得由层状富镍过渡金属氧化物制成的锂离子电池高容量阴极材料专利，以及用于生产这种材料的水热微波辅助方法。

（图片来源：Skoltech）

新方法的速度更快、成本更低，并且这种阴极材料的使用寿命比市售材料长约10%。该技术将有助于加快俄罗斯的交通电气化发展。

研究人员利用水热微波辅助处理，在阴极材料前体的球形颗粒上涂覆一层薄薄的氢氧化钴。接着，高温锂化导致近表面层中形成浓度梯度，以及独特的形态（主要颗粒呈放射状分布在团块中，而不是像市场上其他材料那样随机分布）。

在第一阶段，该团队获得了一种氢氧化物前体（参与导致形成另一种物质的反应的物质），其中镍、锰和钴阳离子在原子层面均匀混合。然后，将其悬浮液与尿素水溶液和钴源放置在水热微波反应器中，进行约15分钟的处理。在此之后，研究人员获得了覆有均匀富钴外壳的前体。在高温锂化阶段，将该前体与锂源混合，在高温下进行热处理。现在，市场上主要采用共沉淀法（而不是微波处理阶段），需要12个小时以上。

研究人员Alexandra Savina表示：“浓度梯度的形成加上独特的形态，可以提供若干优势，比如材料的稳定性，以及在不同循环速率下的高容量。得益于这种材料，锂离子电池的工作时间可以延长约10%。此外，我们使用的是低成本的尿素试剂。”

研究人员Artem Abakumov表示：“电动汽车的最大一部分费用来自于电池，而在电池中对总体成本最重要的是阴极材料。因此，在保持容量和功率特性的同时，阴极材料的生产成本即使降低10%，也是增强市场竞争力的重要基准。”

现在，该团队已经在生产比能强度超过250 Wh/kg的电芯原型。当切换到下一代材料后，可以提高到300 Wh/kg。Skoltech旗下小型科技初创公司Rustor计划，借助目前正在创建的生产线，将新的富镍阴极材料推向市场，以用于电动汽车领域，以及专门针对无人机要求而开发材料。