韓國POSTECH開發可穩定充放電之高容量LiB正極材料

 

刊登日期:2021/6/18
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韓國浦項工科大學(POSTECH)不使用高價且具毒性的鈷,成功地開發出一項可穩定充放電500次以上的高容量鋰離子電池(LiB)正極材料。富鋰(Li-rich)層狀材料被視為是次世代高容量正極材料而受到矚目,且目前已開發出簡單的合成法。然而將富鋰層狀材料應用於正極時,鋰含有量提高,電池容量也隨之提升,在反覆充放電後,鋰大量溶出而堆積,促使電池特性急遽惡化。此循環特性的惡化也因此妨礙了富鋰層狀正極材料的商業化發展。

浦項工科大學在過往研究中,確認富鋰層與過渡金屬層之間的均一原子分散是富鋰層狀材料的電化學活性與改善循環特性的重要因子。而此次的研究即利用已發表的固體反應,開發出有效率且簡易的合成方法,能提供擁有最佳原子分散狀態之正極材料。合成出的富鋰層狀材料擁有經過最佳化的局部構造,並確認能執行數百次以上穩定的電池反應。

利用新合成之富鋰層狀材料製成的正極在最佳化條件下呈現1,100 Wh/kg的能量密度,此數值相當於市售正極(例如LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2)能量密度(600 Wh/kg)的1.8倍。此外,即使鋰大量流出,正極構造仍能正常維持,故在反覆充放電100次後仍可保有95%的電池容量,且500次循環後亦尚有83%的容量。

研究團隊也表示,藉由此次的研究成果,今後將可望透過簡單的製程變更,大幅提升富鋰層狀材料的循環特性,進而加速富鋰層狀材料的商業化發展。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/210501_li-rich-layered-materials.html
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