锂离子电池的容量最多增加百分30

卡尔斯鲁厄技术学院(KIT)和合作机构的研究人员研究了用于未来高能锂离子电池的正极材料合成过程中的结构变化，并获得了有关降解机理的新发现。这些发现可能有助于开发更高容量的电池，从而扩大电动汽车的适用范围。结果报道在《自然通讯》上。

迄今为止，除其他外，不足的行驶距离阻碍了电动汽车的突破。充电容量增加的锂离子电池可能会有所帮助。“我们正在开发这样的高能系统，”储能系统应用材料研究所(IAM-ESS)负责人Helmut Ehrenberg教授说。“基于对电池中电化学过程的基本理解以及对新材料的创新使用，我们认为锂离子电池的存储容量可能会增加30%。” 在KIT，这项研究是在德国最大的电化学储能研究平台Ulm&Karlsruhe的电化学储能中心进行的。Ehrenberg是CELEST的副发言人。

高能锂离子技术与常规技术的区别在于特定的阴极材料。代替迄今已使用的具有不同比例的镍，锰和钴的层状氧化物，使用了具有过量锂的富锰材料，这大大提高了阴极材料每体积/质量的储能能力。但是，到目前为止，这些材料的使用一直存在问题。

在锂离子的插入和提取期间，即电池的基本功能期间，高能阴极材料劣化。一定时间后，层状氧化物转变为具有非常不利的电化学性质的晶体结构。作为不希望的结果，平均充电和放电电压从该过程的最开始就降低了，这到目前为止阻止了合适的高能量锂离子电池的开发。

确切的降解机理远未完全理解。KIT和合作机构的一组研究人员现已描述了Nature Communications中的基本机制：“基于对高能阴极材料的详细研究，我们发现降解不是直接发生的，而是通过形成迄今为止几乎未发现的含锂岩石盐结构而间接发生的，” Weibo Hua(IAM- ESS)，该研究的主要作者之一。“此外，氧气在反应中起着重要作用。” 除了这些结果之外，研究还表明，有关电池技术性能的新发现并不一定直接来自降解过程。微博和其他相关科学家在合成正极材料的研究中发现了它们。

KIT的这些发现标志着电动汽车用高能锂离子电池的重要里程碑。它们可以测试新方法，以最大程度地减少分层氧化物的降解，并开始开发这种新型电池。