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研究人员解锁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, 利用便宜的元素, 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.

研究结果的细节发表在4月11日的美国化学学会杂志《地图》上, 2022.

稀有金属由于能形成合适的晶体结构作为锂离子激光器的关键成分——阴极材料而得到广泛应用. 在这些材料中,锂很容易可逆地提取/插入.

长期以来,科学家们一直在寻找将其他廉价元素纳入晶体结构的方法. 然而,, 就像只有一定量的盐能溶于水一样, 其他元素的溶解度是有限的.

研究小组, 由凯时KB88国际材料研究所(IMR)的Tetsu Ichitsubo教授领导, 采用不同的策略. 利用从“结构熵”(一种材料的随机状态)中获得的能量,他们扩大了组成元素的溶解度, 合成了新型复合电极材料:LiCr1/4Mn1/4Co1/4Ni1/4O2 和LiCr1/5Mn1/5Fe1/5Co1/5Ni1/5O2. 这大大减少了钴和镍的使用.

凯时KB88国际的方法释放了其他未使用元素的潜力,并通过灵活的材料设计,使凯时KB88国际能够同时优化多个电极性能,一坪说.

新方法合成的材料还可以提高lib的安全性. Tomoya川口, IMR的助理教授和论文的通讯作者说, “增加结构熵也从理论上提高了电极材料的稳定性, 有助于整个电池的安全."

一坪和他的团队还阐明了使用这些新材料影响电池循环的退化机制. 这将为利用高熵策略开发新型高性能材料提供指导.

而目前这种新型锂离子电池的循环性能和容量还不如传统锂离子电池, 合成新电极材料的能力为lib的研究开辟了进一步的途径.

新合成的电极材料含有五种过渡金属元素. Tomoya川口
出版的细节:

题目:增强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,边小,畑拓哉,李鸿义,一坪铁
杂志:ACS应用能源材料
DOI: 10.1021 / acsaem.1c03968

凯时KB88国际稿(日文)

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.darkarrowclimbing.com/

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