Cnbeta 2024年12月27日
研究人员通过“捕捉氧气”延长下一代锂离子电池寿命
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韩国浦项工科大学的研究团队在提升富锂层状氧化物(LLO)材料的耐用性方面取得了突破性进展。LLO材料因其高能量密度和经济性,被视为下一代锂离子电池正极的关键。研究发现,充放电循环中氧气释放是导致LLO结构不稳定的主要原因。通过改进电解质成分,研究团队显著减少了氧气排放,增强了阴极-电解质界面的稳定性。实验结果表明,使用新型电解质的电池在700次循环后仍保持84.3%的能量,远优于传统电解质的37.1%。这一成果为LLO材料的商业化应用奠定了基础。

🧪 关键问题:富锂层状氧化物(LLO)材料虽具有高能量密度,但其充放电循环中的容量和电压衰减问题阻碍了商业化进程,研究发现氧气释放是结构不稳定的关键。

🔋 解决方案:通过改进电解质成分,研究团队显著减少了氧气排放,增强了阴极-电解质界面的稳定性,从而提升了LLO材料的耐用性。

📈 显著提升:使用新型电解质的电池在700次充放电循环后,能量保留率高达84.3%,远优于传统电解质在300次循环后的37.1%,性能得到显著提升。

韩国浦项工科大学(POSTECH)的研究团队开发了一种突破性策略,以提升富锂层状氧化物(LLO)材料的耐用性。这种材料被视为锂离子电池(LIB)下一代正极的关键,将显著延长电池寿命。研究成果发表在《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)杂志上。

锂离子电池在电动汽车和储能系统(ESS)等领域不可或缺。LLO通过减少镍和钴的使用,同时增加锂和锰的比例,使其能量密度比传统镍基阴极高出20%。作为一种更经济、可持续的选择,LLO引发了广泛关注。然而,充放电循环中的容量和电压衰减问题阻碍了其商业化。

POSTECH团队的研究发现,在循环过程中释放的氧气是导致LLO结构稳定性受损的关键因素。他们假设,提高阴极和电解质界面的化学稳定性可以有效抑制氧气释放。基于这一假设,研究人员通过改进电解质成分,显著减少了氧气排放,增强了阴极-电解质界面的稳定性。

这一改进带来了卓越的性能表现。在700次充放电循环后,新型电解质实现了84.3%的能量保留率,而传统电解质在300次循环后仅达到37.1%。

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