鎳酸鋰（LiNiO2）是一種很有前景的正極材料。這種材料具有極高的容量和無鈷構(gòu)成，可以實現(xiàn)大規(guī)模制造，而且更具可持續(xù)性。然而，其在高工作電壓下的循環(huán)壽命較短，使實際應(yīng)用受到阻礙。
（圖片來源：浦項工科大學(xué)）
據(jù)外媒報道，韓國浦項工科大學(xué)（POSTECH）和美國西北大學(xué)（Northwestern University）的聯(lián)合研究小組提出一種方法，在不含鈷的LiNiO2（LNO）表面涂上一層薄薄的石墨烯，從而阻止生成氧氣，將其壽命提高一倍以上。
POSTECH鋼鐵及能源材料技術(shù)研究院（Graduate Institute of Ferrous and Energy Materials Technology）的Park Kyu-young教授表示：“借助于該項研究成果，可以加速無鈷LNO的商業(yè)化?！?BR> 通過對LNO中與氧堆積化學(xué)相關(guān)的高壓降解級聯(lián)進行多尺度探索，研究團隊發(fā)現(xiàn)，晶格氧損失在高電荷態(tài)的局部O3~O1堆積轉(zhuǎn)變中起著關(guān)鍵作用，這隨后在循環(huán)過程中導(dǎo)致鎳離子遷移和不可逆的堆積層錯。
該團隊表示：“這種不受歡迎的原子級結(jié)構(gòu)演化，加速微觀電化學(xué)蠕變、開裂，甚至層彎曲，最終導(dǎo)致LNO粒子發(fā)生宏觀機械降解。采用石墨烯基密封表面涂層，使高電荷狀態(tài)下LNO中的氧損失減弱，這抑制了降解級聯(lián)的啟動，從而大大提高LNO的高壓容量保持能力?！?BR> 鈷是一種昂貴的稀土元素，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池。許多研究致力于減少組合物中的鈷含量或完全去除鈷，以打造無鈷正極。中國企業(yè)專注于以磷酸鐵鋰（LFP）為正極材料、以金屬襯底石墨碳電極為負(fù)極的電池。無鈷LFP電池具有低成本、低毒性和長期穩(wěn)定性，其主要缺點是能量密度比鈷酸鋰低。韓國企業(yè)致力于生產(chǎn)無鈷低成本材料，以克服LFP電池的缺點。韓國電池材料初創(chuàng)企業(yè)Singular Materials Laboratory開發(fā)了一種無鈷高錳正極材料，比磷酸鐵鋰電池的能量密度更高。
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