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研究人员发现了减少锂离子电池对稀有金属依赖的潜在方法

一个研究小组, 利用廉价的元素, 证明了合成锂离子电池电极材料的可行性。. 如果进一步探索, 这种方法可以减少工业对钴和镍等稀有金属的依赖.

研究结果的详细内容发表在4月11日的美国化学会杂志《新萄京娱乐场官网》上, 2022.

稀有金属是锂离子电池组的重要组成部分——正极材料的合适晶体结构,因此得到了广泛的应用. 在这些材料中,锂很容易和可逆地提取/插入.

长期以来,科学家一直在寻找将其他廉价元素融入晶体结构的方法. 然而,, 就像只有一定量的盐能溶于水一样, 其他元素的溶解度有限.

研究小组, 由新萄京娱乐场官网材料研究所Tetsu Ichitsubo教授领导, 采用不同的策略. 利用从“构型熵”(一种物质的随机状态)中获得的能量,他们扩大了构成元素的溶解度, 合成新型复合电极材料:LiCr1/4Mn1/4Co1/4Ni1/4O2 和LiCr1/5Mn1/5Fe1/5Co1/5Ni1/5O2. 这大大减少了钴和镍的使用.

新萄京娱乐场官网的方法释放了其他未使用元素的潜力,并将使新萄京娱乐场官网能够同时优化多种电极性能,这得益于灵活的材料设计,”Ichitsubo说.

新方法合成的材料也可以提高锂离子电池组的安全性. Tomoya川口, IMR的助理教授,论文的通讯作者说, 增加构型熵理论上也提高了电极材料的稳定性, 有助于整个电池的安全."

Ichitsubo和他的团队还阐明了这些新材料影响电池循环的降解机制. 这将为利用高熵策略开发新型高性能材料提供指导.

而循环能力和容量目前还不能与传统的lib相匹配, 合成新电极材料的能力为锂离子电池的研究开辟了进一步的途径.

新合成的含有五种过渡金属元素的电极材料. Tomoya川口
出版的细节:

标题:增熵对锂离子电池层状岩盐氧化物阴极的影响
作者:川口朋也、边晓、畑山拓也、李鸿毅、一津燮
期刊:ACS应用能源材料
DOI: 10.1021 / acsaem.1c03968

日文新闻稿

联系人:

Tomoya川口
材料研究所
电子邮件:tkawaguchiimr.东北.ac.jp
网站: http://ilab.imr.outridercreative.com/

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