新世代のリチウム電池が豊富なリチウムマンガンアノード材料

現在、電気自動車は、短距離の不足と大規模なプロモーションを制限する安全性の問題に直面しています。燃料がかなりの距離（〜500キロメートル）の電気自動車であれば、消費者が電気自動車を運転しているときは、距離の心配がなくなり、電気自動車の大規模なプロモーションを実現するのに有利です。現在の商用電力リチウム電池のエネルギー密度は、2倍の範囲を達成するために一般に150 wh / kgであり、電力リチウムイオン電池エネルギー密度は2倍の300〜400 wh / kgにする必要があります。改善されたバッテリーエネルギー密度は、直接行う最も効果的な方法です。

既知の正極材料では、300 mAh / gもの高さの豊富なリチウムマンガンアノード材料放電比容量が現在の商用アプリケーションであり、The Timesの三元材料リチウム鉄リン酸塩カソード材料放電比容量であるため、新世代の高エネルギー密度のリチウム電池アノード材料が理想的です。豊富なリチウムマンガンアノード材料は、絶対的な優位性の放電固有の容量を持っていますが、パワーリチウム電池でのその実用化は、次の重要な科学的および技術的問題に対処する必要があります。1つは、不可逆的な容量損失を初めて減らすことです。 2つ目は、性能とサイクル寿命を改善することです。3それは電圧減衰サイクルを抑制することです。

寧波材料技術および工学研究所、中国科学院高出力リチウム電池劉趙平和な夏永工学研究所チームは、長年にわたり、豊富なリチウムマンガンアノード材料の研究開発、調製方法、組成最適化のメカニズムに取り組んできました。充放電と表面改質は一連の有意義な研究作業を行い、豊富な研究成果を上げています（JM ater。Chem。A2011、21254;Intel。J.lectrochem。Sci。2011,6,6670;Electrochim。Acta、2012,66 、61;Electrochim。Acta、2012,80,15; J. owerSources、2012218128;J。owerSources、2013240530; 2014,6,9185ACSAppl。Mater。Interfaces、; J. owerSources、2014268517; Electrochim。Acta2014、123：317 ;J。owerSources、2014268683;Chem。Eur。J.、2015,21,7503; JMater。Chem。A、2015,22,11930;J。owerSources、2015281、7）。

2013年に、研究チームは新しい気固界面の変更（CN201310416745.1、PCT / CN2013 / 088597）を開発し、豊富なリチウムマンガンアノード材料粒子に均一な酸素空孔を形成させ、最初の充電の効率を大幅に改善し、材料の排出、排出固有の容量およびサイクル安定性。それ以来、彼らは国内外で複数の研究チームワークと共同イノベーションを行い、さまざまな高度な分析特性評価手法と理論計算を使用して、酸素空孔の存在下で埋め込まれたリチウムイオンを離陸するメカニズムを研究しています。ブルックヘブン国立研究所（BNL）、ウーリ軍の高度な透過電子顕微鏡を酸素空孔に使用するなどの朱オーバーフロー眉、カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のメンインチームはオークリッジ国立研究所の中性子回折を使用しました格子酸素空孔の存在を証明するために、ミュンスター大学のワンジュン博士のinsitu電気化学気相質量分析法を使用して、充電および放電の過程での格子酸素の変化を研究し、上海シンクロトロン放射光源の使用が報告されています。 X線回折（XRD）/吸収スペクトルは、酸素空孔が材料の結晶構造を変化させないことを証明しました。MengYingグループのMinghao Zhang博士は、格子酸素活性のDFT理論計算により、酸素空孔が材料を改善することも発見しました。研究はNatureCommunications2016に掲載され、08、7121はレフリーから高く評価されました。この研究は、格子酸素の活性を改善して、豊富なリチウムマンガンアノード材料の充放電効率と性能比を初めて改善することによって最初に提唱され、材料改質の研究に新しい考え方を提供します。さらに、気固界面改質法は、比較的単純で、制御可能で、エンジニアリングの実現が容易であり、エンジニアリング開発の優れた性能を備えた豊富なリチウムマンガンアノード材料は、新しい方法を提供します。現在、研究チームは、パイロットテストの豊富なリチウムマンガンアノード材料を強化した修正された方法を使用しています。

研究作業が中国科学アカデミークラスAプロジェクト「革新的なナノ産業製造技術に焦点を当てた」特別な「長寿命リチウム電池」プロジェクト（XDA09010101）、CAS-DOE国際協力プロジェクト「新世代のリチウムイオン電池が豊富なリチウムマンガンアノード材料の構造とリチウム貯蔵のメカニズム "kysb20150047（174433）およびb82001（2012）が資金提供する新世代のリチウムイオン電池材料イノベーションチーム。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。