具實用性且高能量密度、無鈷鎳之電池材料

 

刊登日期:2024/9/20
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日本橫濱國立大學與名古屋工業大學、島根大學共同開發了一項具有高能量密度且不含鈷、鎳之電池材料。研究團隊採用了具有受控奈米結構的鋰錳氧化物正極材料(LiMnO2)。錳的蘊藏量豐富,使用成本較為低廉,且新材料的能量密度為800Whkg-1,達到與既有鎳類層狀材料同等水準。

材料合成使用了一般可商業規模大量生產之固相燒結法(將固體粉末做為材料合成的前驅物,在電爐等中透過高溫燒成以合成材料的方法),故能以低成本進行大量合成。此外,新材料亦具有優異的急速充電特性,約10分鐘即可充電至80%左右的電量。

在此次的研究中,橫濱國立大學發現新材料具有複合之域結構(Domain Structure),且透過具有大比表面積的樣品合成,製作出具有優異電極性能的材料。名古屋工業大學亦就影響新材料相變行為的因素進行了理論分析,島根大學則對於具有直方晶與單斜晶之複合域結構的新材料進行了特徵性的奈米結構分析。錳類材料無需鐵類材料所需的碳塗層。今後透過進一步的研究,將可望有助於推動以低於鐵類材料的成本,實現高能量密度之鋰離子電池的商業化。


資料來源: https://www.ynu.ac.jp/hus/koho/32218/34_32218_1_1_240826070206.pdf
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