天大研發新方法 數秒合成各種鋰電池正極材料
期次：第1296期
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鋰離子電池
本報訊 鋰離子電池目前已被廣泛應用于電子產品、電動汽車及大型儲能系統。隨著市場的蓬勃發展，滿足面向更高能量密度及更低成本的鋰離子電池的需求迫在眉睫，其中正極材料性能和價格又占據了鋰離子電池的核心地位。但目前使用的合成方法不僅能耗高且時間長。我校材料學院陳亞楠、胡文彬、許運華教授研究發現了一種可在數秒內合成正極材料的高溫熱沖擊策略。他們通過高溫熱沖擊策略合成了包括錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等材料在內的幾種典型正極材料。該策略可為高性能、低成本正極材料的高效合成開辟了一條新的途徑。其研究成果《鋰離子電池正極材料的超快速非平衡合成》發表在國際頂級期刊《先進材料》上。
相對于傳統的正極材料合成方法采用的3-5℃分鐘的低升溫速率，高溫熱沖擊策略實現了10000℃/分鐘的超高升溫速率。由于升溫速率低，傳統方法合成正極材料往往需要數小時甚至數十小時的反應時間。該高溫熱沖擊策略的超高升溫速率則可在數秒鐘內就合成了正極材料。該材料在300次電池循環充放電后仍展示了84.6%的能量密度穩定性。同時，該材料還表現出優秀的快充性能，數分鐘即可給手機或平板電腦充滿電。
作為一種通用的方法，該高溫熱沖擊技術可實現一系列高性能鋰離子電池正極材料的高效率制造，且具有耗時短、能耗少、易規模化等特點，具有很高的工業價值、成本優勢及市場潛力。張華/文 陳亞楠/圖