天津大學(xué)研發(fā)新策略可在幾秒內(nèi)合成鋰電池正極材料

針對(duì)當(dāng)前新能源市場(chǎng)對(duì)更高能量密度、更低成本鋰離子電池的需求，天津大學(xué)教授陳亞楠、胡文彬、許運(yùn)華研究發(fā)現(xiàn)了一種可在幾秒內(nèi)合成正極材料的高溫?zé)釠_擊策略。這一發(fā)現(xiàn)為高性能、低成本正極材料的高效合成開辟了新途徑。研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《先進(jìn)材料》。

鋰離子電池目前已被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車以及大型儲(chǔ)能系統(tǒng)。正極材料的性能和價(jià)格對(duì)鋰離子電池至關(guān)重要。目前普遍使用的正極材料合成方法升溫速率低，不僅能耗高而且耗時(shí)長(zhǎng)，常常需要幾小時(shí)甚至幾十小時(shí)。

陳亞楠、胡文彬、許運(yùn)華團(tuán)隊(duì)利用高溫?zé)釠_擊策略，合成了錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等幾種典型正極材料。相較傳統(tǒng)正極材料合成方法每分鐘3℃至5℃的低升溫速率，高溫?zé)釠_擊策略實(shí)現(xiàn)了每分鐘10000℃的超高升溫速率，可在幾秒內(nèi)就合成正極材料，

高溫?zé)釠_擊策略在反應(yīng)過程中還形成氧空位和小顆粒的形貌，使新合成的正極材料表現(xiàn)出優(yōu)異電池性能。以使用高溫?zé)釠_擊技術(shù)合成的鈷酸鋰正極材料為例，在300次電池循環(huán)充放電后，仍展示了84.6%的能量密度穩(wěn)定性。這一材料還表現(xiàn)出優(yōu)秀的快充性能，幾分鐘即可為手機(jī)或平板電腦充滿電。

作為一種通用方法，這一高溫?zé)釠_擊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一系列高性能鋰離子電池正極材料的高效率制造，具有耗時(shí)極短、能耗少、易規(guī)模化等特點(diǎn)，以及高工業(yè)價(jià)值、成本優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)潛力。高效率、低能耗的鋰離子正極材料合成，也有望為我國(guó)節(jié)能減排和碳中和作出貢獻(xiàn)。

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