美國麻省理工學院(MIT)以不含鈷(Co)或鎳(Ni)的低價錳(Mn)製成的不規則岩鹽陰極材料,結合橄欖石型聚陰離子陰極,設計了一種不規則岩鹽聚陰離子尖晶石(Disordered Rock Salt-polyanionic Spinel;DRXPS)正極,並成功同時實現了1,100 Wh/kg以上的高能量密度,且在100次循環後仍能保持容量70%以上的穩定性。
研究團隊為了克服錳陰極材料的循環穩定性問題,透過添加如同黏膠般保留氧並減少劣化的磷(P),嘗試將聚陰離子與含有適量P的橄欖石型聚陰離子正極材料結合到岩鹽晶格中。結果P與氧之間的強共價鍵可防止氧洩漏並確保優異的循環穩定性。經證實,使用DRXPS正極的鋰離子電池在4.5V以上的高電壓條件下實現了超過1,100 Wh/kg的高能量密度,且同時達到了100次循環後容量仍有70%以上的穩定性。
為了合成出具有均質且合適形態的DRXPS正極材料且擴大規模、確保其導電性,MIT計畫利用碳奈米管減少碳的添加量,並對於鋰、錳、磷、氧的最佳比例以及結合硼(B)、矽(Si)、硫(S)等其他聚陰離子形成元素進行評估。