新材料可大幅提高鋰離子電池容量

美國研究人員設(shè)計(jì)出一種新材料，可望用于制造性能穩(wěn)定的大容量鋰離子電池，使智能手機(jī)、電動汽車等的續(xù)航時(shí)間延長到目前的兩倍多。

美國西北大學(xué)日前發(fā)布新聞公報(bào)說，新材料是摻有鉻和釩元素的鋰鎂氧化物，用作鋰離子電池的正極可使電池容量大幅提高，并且性能穩(wěn)定，不會迅速退化。

鋰離子電池通常采用鋰、氧和一種過渡金屬的化合物為正極，其中過渡金屬負(fù)責(zé)儲存和釋放電能，其性質(zhì)決定著電池容量，目前常用的是鈷。此前曾有研究發(fā)現(xiàn)，用鎂取代鈷可以提高容量、降低成本，但電池性能退化太快，兩輪充放電后就大幅下降。

西北大學(xué)研究小組在美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表論文說，他們?yōu)殇囨V氧化物材料建立了詳細(xì)到單個(gè)原子的結(jié)構(gòu)模型，分析充放電過程，發(fā)現(xiàn)其中的氧也會參與存儲電能，因而容量較大。

研究人員隨后嘗試了將不同元素?fù)饺脘囨V氧化物的方案，計(jì)算各種混合物的儲能效果，發(fā)現(xiàn)摻入鉻和釩能在保持電池大容量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性能。接下來他們將在實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)新材料的實(shí)際表現(xiàn)。