中美研究人員探討鈷在電池中起到的作用 以開發更有效的無鈷正極

目前，全球許多汽車公司都在投資開發電動汽車，這將有助于減少溫室氣體排放。電動汽車需要使用高性能、耐用、節能的大型充電電池。然而，近年來，由于原材料的短缺，尤其是作為主要正極成分的鈷(Co)，電池的成本不斷上升。工程師和化學家一直在尋找替代材料來代替可充電電池普通正極中的鈷。為了有效地替代鈷，這些材料應該具有相似的性能，但成本更低或更容易獲得。

(來源:pkusz)

據國外媒體報道，來自美國阿貢國家實驗室和中國北京大學深圳研究生院的研究人員進行了一項研究，以更好地了解鈷在可充電電池中的作用，并為設計新的無鈷正極提供信息。

研究人員表示:“我們探索了鈷在特別設計的系統中的作用，例如用錳代替的富鈷陰極和無鈷陰極。”

目前，許多無鈷陰極含有大量的鋰或鎂，其中一些有望取代鈷基陰極，但由于容量和穩定性不足，往往不適合大規模商業化使用。因此，無鈷替代材料的研究大多集中在層狀氧化物陰極，如富鎳層狀氧化物陰極。總的來說，富鎳層狀氧化物陰極具有高容量和高能量密度。但事實證明，直接用鎳代替鈷是不可行的，因為這會導致電池的性能和熱穩定性顯著下降。在這項研究中，研究人員希望了解為什么鈷可以在電池的正極中發揮如此重要的作用。在此基礎上，發現可以實現類似性能的替代富鎳組分，以設計更好的用于可充電電池的無鈷正極。

研究人員使用了最先進的方法來識別鈷的內在屬性，并將相關過程與富鎳無鈷陰極中的過程進行了比較。之前的研究表明，正極含有大量的鎳，可能導致電池容量衰減更快。然而，這項研究發現，在高電壓下，鈷實際上比鎳更具破壞性。研究人員表示:“我們的研究結果表明，鈷在快速容量和/或結構退化中起著不可否認的作用，在高電壓下，鈷比鎳更具破壞性。”此外，用錳代替鈷可以有效地降低破壞性效應，并獲得更好的高電壓性能。

總體而言，該團隊發現了一系列形態和結構退化機制，可以解釋為什么富鈷陰極的容量隨時間快速衰減。該研究對設計高性能、低成本的無鈷電池具有重要的指導意義。在這些發現的基礎上，研究人員提出了一系列無鈷正極材料，并驗證了這些材料具有良好的性能，有望在未來應用于可充電電池，并大規模投入商業使用。目前，全球許多汽車公司都在投資開發電動汽車，這將有助于減少溫室氣體排放。電動汽車需要使用高性能、耐用、節能的大型充電電池。然而，近年來，由于原材料的短缺，尤其是作為主要正極成分的鈷(Co)，電池的成本不斷上升。工程師和化學家一直在尋找替代材料來代替可充電電池普通正極中的鈷。為了有效地替代鈷，這些材料應該具有相似的性能，但成本更低或更容易獲得。

(來源:pkusz)

據國外媒體報道，來自美國阿貢國家實驗室和中國北京大學深圳研究生院的研究人員進行了一項研究，以更好地了解鈷在可充電電池中的作用，并為設計新的無鈷正極提供信息。

研究人員表示:“我們探索了鈷在特別設計的系統中的作用，例如用錳代替的富鈷陰極和無鈷陰極。”

目前，許多鈷-……ee陰極含有大量的鋰或鎂，其中一些有望取代鈷基陰極，但由于容量和穩定性不足，往往不適合大規模商業化使用。因此，無鈷替代材料的研究大多集中在層狀氧化物陰極，如富鎳層狀氧化物陰極。總的來說，富鎳層狀氧化物陰極具有高容量和高能量密度。但事實證明，直接用鎳代替鈷是不可行的，因為這會導致電池的性能和熱穩定性顯著下降。在這項研究中，研究人員希望了解為什么鈷可以在電池的正極中發揮如此重要的作用。在此基礎上，發現可以實現類似性能的替代富鎳組分，以設計更好的用于可充電電池的無鈷正極。

研究人員使用了最先進的方法來識別鈷的內在屬性，并將相關過程與富鎳無鈷陰極中的過程進行了比較。之前的研究表明，正極含有大量的鎳，可能導致電池容量衰減更快。然而，這項研究發現，在高電壓下，鈷實際上比鎳更具破壞性。研究人員表示:“我們的研究結果表明，鈷在快速容量和/或結構退化中起著不可否認的作用，在高電壓下，鈷比鎳更具破壞性。”此外，用錳代替鈷可以有效地降低破壞性效應，并獲得更好的高電壓性能。

總體而言，該團隊發現了一系列形態和結構退化機制，可以解釋為什么富鈷陰極的容量隨時間快速衰減。該研究對設計高性能、低成本的無鈷電池具有重要的指導意義。在這些發現的基礎上，研究人員提出了一系列無鈷正極材料，并驗證了這些材料具有良好的性能，有望在未來應用于可充電電池，并大規模投入商業使用。

標簽：發現北京

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