近日，橡樹嶺實驗室（ORNL）在電源期刊（Journal of Power Sources）發(fā)表其利用水熱法制備的高性能低成本（LiNi_0.9Mn_0.05Al_0.05O₂）無鈷NMA正極材料，其半電池顯示200mAh/g容量，在100次循環(huán)后容量為96%；NMA-LTO全電池顯示186 mAh/g的容量，在200次循環(huán)后保持81%。這對綠色環(huán)保和降低成本有重大意義，而這項技術實現(xiàn)產業(yè)化意味著給行業(yè)帶來巨大變革。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.231938

鈷成本高，且對環(huán)境有巨大影響。常規(guī)鈷基正極生產中廣泛采用的化學混合技術需要大量氨來進行腐蝕反應

左：鈷基正極 右：無鈷正極

如圖所示，橡樹嶺用水熱合成發(fā)開發(fā)了均勻、圓度高、緊密堆積的無鈷正極在整個充電周期中保持更高的穩(wěn)定性。這種通過無氨合成路線合成的含有鎳、錳和鋁的新型無鈷正極材料有望為可持續(xù)正極生產提供簡便的解決方案。

具體而言，橡樹嶺的水熱合成方法使用溶解在乙醇中的金屬使陰極結晶，而不是在反應器中連續(xù)攪拌陰極材料和化學品。乙醇可在使用后蒸餾，處理和儲存比氨更安全。“這種新穎的工藝具有將陰極行業(yè)轉向更清潔和更具成本競爭力的生產的關鍵優(yōu)勢，同時減輕我們環(huán)境的負擔。” 根據橡樹嶺實驗室首席研究員Rachid Essehli的說法，水熱合成方法也明顯更快。創(chuàng)建粒子和為后續(xù)陰極批次做準備所需的時間從幾天減少到12小時。而且新材料可以很容易地融入當前的電池制造過程中，因為它的性能與當今的鈷基陰極相當。Essehli表示，該技術已準備好擴大工業(yè)生產規(guī)模，并正在申請專利。

編譯 YUXI

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