德国KIT研发出高能阴极材料，将电池容量提高30%

近日，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和合作机构的研究人员研究了用作未来高能锂离子电池的阴极材料制备过程中的结构变化，并取得了有关水解机理的新发现。他们的找到有助研发更高容量的电池，从而减少电动汽车的行经距离。迄今为止，电力严重不足导致的行经距离较短妨碍了电动汽车的突破，而电池容量减少的锂离子电池将有助解决问题这个老大难。应用材料－储能系统研究所（IAM－ESS）负责人HelmutEhrenberg教授说道：“我们正在研发这种高能系统，基于对电池电化学过程的基本解读，并通过创意地用于新材料，我们指出锂离子电池的存储容量可以减少30％”。

这项研究是在德国仅次于的电化学储能研究平台Ulm＆Karlsruhe的电化学储能中心展开的。高能锂离子技术与传统技术的区别在于特定的阴极材料。

与迄今为止所用于的镍、锰和钴的有所不同比例的层状氧化物有所不同，使用不含过量锂的富锰材料，能大大提高阴极材料的单位体积／质量储能能力。不过，这些材料的用于仍然不存在问题。在锂离子的放入和萃取过程中，即电池的基本功能过程中，高能阴极材料不会再次发生水解。

经过一定时间后，层状氧化物改变为具备高度有利电化学性能的晶体结构。结果是，平均值充放电电压从一开始就减少了，这就妨碍了高能锂离子电池的发展。

研究人员现在《大自然通讯》中叙述了水解的基本原理：“基于对高能阴极材料的详尽研究，我们找到水解不是必要再次发生的，而是通过构成目前为止完全并未找到的不含锂岩石盐结构而间接再次发生的。此外，氧气在反应中起着最重要起到。”除这些结果外，研究还指出，有关电池技术性能的新发现不一定必需必要从水解过程中得出结论，涉及科学家在制备阴极材料的研究中找到了它们。卡尔斯鲁厄理工学院的找到标志着电动车高能锂离子电池发展道路上的一个最重要里程碑。

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