许多科学家使用新化学元素获得更好的电池(如锂硫之类)或新结构(如固态电池)。很少有人想到的是,生产制造技术不仅可以帮助提高效率,而且可以代替电极中的钴和镍。这是横滨国立大学研究人员通过一个看似简单的铣削过程发现的新结论。

  该研究由薮内直树(Naoaki Yabuuchi)教授领导,并发表在《今日材料》(Materials Today)期刊之上,对之前的发现经过进一步改进,表明电子和锂离子的输入输出特性更容易受到锰、钛和氧离子化合物的青睐。

  对于现实生活中的电池应用,已知最大的问题是交换速度太慢了。研究人员意识到粒子的大小可能是原因之一,因此决定通过机械工艺将钛和锰颗粒研磨成纳米级。用这些纳米级粒子制成的电极展现出更强的电子和锂离子交换特性,有助于电池容纳并配送更多的电荷,同时对电池寿命也没有负面影响。

  薮内直树认为此项研究值得庆祝,他和他的团队通过不再用钴和镍获得最佳的电极可逆性,有助于降低当前锂离子电池的价格。“钛和锰都是丰富的元素,这意味着我们可以做到更高的成本效益,而无需用当前电动汽车所用的镍和钴离子以及用这些元素制成的高性能电极材料。”

  如果证明可以有效地替代电池中的钴和镍,这项研究对于实现汽车行业梦寐以求的100美元/千瓦时甚至更低的价格非常重要。100美元/千瓦时的目标被认为是电动汽车与内燃机汽车具有同等价格的基点。

  如果钛和锰确实能解决交换速度问题,那么可能会降低基准矿物情报机构(Benchmark Mineral Intelligence,英国一家电池原材料咨询公司)所谈论的控制电池原材料供应的压力。电动汽车电池的更多消息,敬请关注中国汽车网的后续报道。(来源:Materials Today 编译:张季冬)

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