新型鎳基陰極或?qū)㈤_啟去鈷電池未來
據(jù)外媒報(bào)道,鈷在當(dāng)今鋰電池的性能中扮演著重要的角色--盡管開采這種材料意味著將工人暴露在危險(xiǎn)的環(huán)境中,而且常常會(huì)破壞自然景觀和水源供應(yīng)。另外,這種材料還相當(dāng)稀缺。為了幫助人們遠(yuǎn)離這種稀有昂貴的金屬,橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)的科學(xué)家們開發(fā)了一種替代性的鎳基電池結(jié)構(gòu)。
據(jù)了解,這家實(shí)驗(yàn)室的研究小組一直在研究一種新的陰極,他們稱之為NFA,即鎳、鐵和鋁基陰極。這是一種鎳酸鋰的衍生物,科學(xué)家們研究鎳酸鋰作為陰極材料已經(jīng)有一段時(shí)間了,但他們一直未能找到正確的配方。 這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人Ilias Belharouak表示:“鎳酸鋰作為制造陰極的首選材料已經(jīng)被研究很長時(shí)間了,但它本身的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)不穩(wěn)定性使它受到影響。在我們的研究中,我們用鐵和鋁替代了部分鎳以提高陰極的穩(wěn)定性。鐵和鋁是具有成本效益、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的材料。” 該團(tuán)隊(duì)對(duì)其新陰極的測(cè)試表明,其高容量和100次循環(huán)后仍保持了88%容量的能力。另外,研究人員還建立了一個(gè)基于NFA陰極的小袋電池,結(jié)果顯示,雖然有一個(gè)折衷的穩(wěn)定性,但它在200次循環(huán)后仍能保持72%的容量。 雖然研究人員稱這些結(jié)果只是初步的,但他們相信,該設(shè)計(jì)預(yù)示著未來無鈷電池的良好前景。此外,他們還指出,這種制造技術(shù)還可以集成到全球陰極制造過程中,現(xiàn)在他們將對(duì)這種陰極在更大尺寸電池中的性能表現(xiàn)以及在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用潛力展開研究。 Belharouak指出:“我們對(duì)NFA充放電行為的調(diào)查顯示,這些陰極經(jīng)歷了類似于鈷基陰極的電化學(xué)反應(yīng),并且還提供了足夠高的比容量以滿足電池的能量密度要求! |