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>vwinchina德赢>新无钴的锂离子电池降低成本而不牺牲性能

这些粉末的样品将被制造成为无钴的阴极。德州实行学分制的大学奥斯汀分校
这些粉末的样品将被制造成为无钴的阴极。德州实行学分制的大学奥斯汀分校

抽象:
几十年来,研究人员一直在寻求方法来消除从高能电池钴是电力电子器件,由于其成本高及开采的人权后果。但是,过去的尝试也没有辜负与钴电池的性能标准。

无钴的锂离子电池降低成本而不牺牲性能

奥斯汀,德克萨斯州|发表于2020年7月17日

从工程科克雷尔学校在得克萨斯大学奥斯汀大学的研究人员说,他们已经破译了密码的无钴高能量锂离子电池,省去了钴和开门降低生产电池的成本,同时提高性能在某些方面。该小组报道了一类新的阴极 - 由镍含量高锚定 - 在所有的钴通常驻留的电池用电极。在他们的研究中,阴极是89%的镍。锰和铝组成等关键要素。

在电池更镍意味着它可以存储更多的能量。这增加的能量密度可导致一个电话更长的电池寿命或更大范围的用于电动车辆与每个电荷。

调查结果这个月在杂志上先进材料出现。该文件是写的Manthiram的Arumugam,机械工程的沃克系的教授和主任,德州材料研究所的博士学生史蒂芬李和博士学位毕业旺达力。

典型地,增加的能量密度导致的折衷,诸如更短的循环寿命 - 次的电池可以充电和放电的它失去效率,不能再被完全充电之前的数目。消除钴通常减慢电池和导线,以降低速率能力的动力响应 - 阴极如何快速充电或放电。不过,研究人员说,他们已经通过寻找金属的最佳组合,并确保他们的离子的均匀分布克服循环寿命短和贫困率的能力问题。

最阴极的锂离子电池使用的金属离子的组合,例如镍 - 锰 - 钴(NMC)或镍 - 钴 - 铝(NCA)。阴极可以弥补大约一半对于整个电池的材料成本,具有钴是最昂贵的元件。以大约28500 $每吨一个价格,它比镍,锰和铝的总和昂贵,它弥补了10%至最锂离子电池的阴极的30%。

“钴是在电池阴极的至少丰富和最昂贵的组件,” Manthiram说。“我们正在完全消除它。”

研究人员突破键可以在原子水平上找到。在合成过程中,他们能够以确保各种金属的离子穿过晶体结构的阴极仍然均匀地分布。当这些离子束起来,性能降低,这问题一直困扰着以前的无钴,高能电池,Manthiram说。通过保持均匀分布的离子,研究人员能够避免性能损失。

“我们的目标是只用丰富而实惠的金属取代钴,同时保持性能和安全性,”李说,“杠杆工业合成过程是立即可扩展性。”

Manthiram,李和前博士后研究员埃文·埃里克森与技术商品化的UT办公室合作,形成一个名为TexPower带来的技术推向市场的启动。研究人员已经从能源的美国能源部,它已设法减少对进口关键电池材料依赖的赠款。

业界已经跃升对无钴的推 - 最明显的是从特斯拉努力消除电池电力的电动汽车的材料。随着大量的政府机构和私营公司专注于减少对钴的依赖,这是毫不奇怪,这种追求已经成为有竞争力的。研究人员称,他们已经能够防止在无钴,高能电池等阻碍与尝试对材料的正确组合和分布的精确控制创新的问题。

“我们正在增加能量密度和不牺牲循环寿命降低了成本,” Manthiram说。“这意味着更长的行驶的电动汽车和笔记本电脑和手机更好的电池寿命的距离。”

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联系方式:
纳特·利维


@UTAustin

德克萨斯版权所有©大学奥斯汀分校

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