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韓國開發全新鋰離子電池涂層 提升電動汽車續航里程

發布日期:2021-03-24

核心提示:韓國開發全新鋰離子電池涂層 提升電動汽車續航里程

據外媒報道,韓國蔚山國家科學技術研究所(UNIST)的科學家開發了一種新的鋰離子電池涂層,有望為未來的電動汽車提供更長的續航時間。將這種涂層涂覆在鋰離子電池上,即使經過500多次充放電,也可以提升循環穩定性。這將進一步促進電動汽車的發展,延長單次充電續航里程。

UNIST能源與化學工程學院的Jaephil Cho教授及其團隊推出了這種新涂層技術,可以有效抑制晶間開裂、化學副反應和阻抗增長。據該團隊介紹,在室溫環境下,次級粒子不會改變晶體體積,但經過反應性潤濕滲透,會在晶界中產生劇烈的變化。

富鎳材料被視為富有前景的正極材料,因其可以較低的成本提供更高的容量。然而,由于反復充放電操作導致的微裂紋和電解質副反應,傳統富鎳正極的壽命較短。在這種情況下,為了防止電解質降解,目前生產的所有熱處理溫度為700℃或更高的材料,都在表面上涂有保護性涂層,但這也存在性能差和生產成本高的問題。

在本項研究中,研究小組提出一種室溫合成路線,以完全覆蓋次級粒子表面,并輕松注入晶界,從而提供一種完整的“涂層+注入”策略。他們通過反應潤濕的方式,構建了一種NCM次級粒子的高品質硼化鈷(CoxB)玻璃合金注入物。在界面化學反應的強烈驅動力下,納米硼化鈷(CoxB)玻璃合金不僅完全包裹次級粒子表面,而且可以進入初級粒子之間的晶界。這是非同尋常的,因為這一過程發生在室溫下,次級粒子不會改變晶體體積,但經過反應潤濕,會在晶界中產生劇烈的變化。因此,通過緩解正極側晶間應力腐蝕開裂、微結構降解和副反應,以及對負極的熔點交叉效應,可以提供優異的電化學性能,并提高安全性。

結果表明,采用新涂層方法制造的電池,經過500次循環表現出95%的容量保持率,與現有富鎳材料相比,可使壽命保持率提高約20%。不僅如此,因為極大地抑制了晶間開裂、副反應和阻抗增長,還能有效提升NCM的倍率性能和循環穩定性,包括在高放電率和高溫(45°C)條件下。


 
 
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