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[信息] MIT和纽约州立大学的改良电极材料的有序排列可提高锂离子电池的性能

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发表于 2008-12-5 04:59:35 | 显示全部楼层

MIT和纽约州立大学的改良电极材料的有序排列可提高锂离子电池的性能

  改良电极材料的有序排列可提高锂离子电池的性能
  美国麻省理工学院(MIT)的研究人员在2月17日的Science上称,用其它金属取代锂化合物中的转场金属可提高电池的充放电能力。该项研究是由MIT的材料科学教授Gerbrand Ceder、研究生Kisuk Kang、博士生Ying Meng和纽约州立大学的合作者共同完成的。研究人员发现用作锂离子电池的电极材料,如LiCoO2和其它相关材料都呈现出层状结构,在该结构中通过氧气可将转场金属阴离子层与锂离子层隔离。锂离子在材料中的扩散速度调控着充/放电的速度,这种层状结构是充电和放电的核心。

  为了提高锂离子的扩散,需要规则排列的层状结构材料作为电极。研究人员认为锂离子和转场金属离子间的颗粒差异是控制层有序性的关键。就Li (Ni0.5Mn0.5)O2而言,锂和镍粒子在尺寸上相近,利用标准方法制备的化合物由于Li/Ni的位置交换将导致材料有10%的无序性。据研究人员称,这种无序性是先前测量到的较差的充/放电速率的根源。因此该研究小组利用Na+的同类物来探索尺寸差别较大时的情况。当他们对产品中的离子进行交换时,他们获得了一个规则排列的锂离子化合物。

  现在,理论和实验结果都表明,规则排列的Li(Ni0.5Mn0.5)O2电极的充电/放电速率要比传统的锂钴氧化物电池更加迅速。这一发现推翻了先前关于镍锰化合物不适合提高锂离子电池的论断。 



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