據(jù)外媒報道，德國卡爾斯魯厄理工學院(KarlsruheInstituteofTechnology，KIT)及合作機構的研究人員為研發(fā)未來高能量鋰離子電池，研究了陰極材料合成過程中結構的變化，并獲得了有關陰極材料退化機理的重要發(fā)現(xiàn)，或有助于研發(fā)更大容量的電池，以增長電動汽車的續(xù)航里程。

到目前為止，電動汽車未獲得突破性進展是因為受到了續(xù)航里程不足等因素的阻礙，具備更高蓄電量的電池有望緩解此種情況。應用材料-儲能系統(tǒng)(IAM-ESS)研究所所長HelmutEhrenberg教授表示：“我們正在研發(fā)此類高能量系統(tǒng)，在我們看來，基于對電池電化學過程的理解，加上創(chuàng)新使用新材料，有望將鋰離子電池的存儲容量增加30%。”

高能量鋰離子電池技術與傳統(tǒng)電池技術的區(qū)別在于陰極材料的不同，不再采用不同比例鎳、錳和鈷構成的層狀氧化物，轉而使用含過量鋰、富含錳的材料，能夠大大提高陰極材料的單位體積/質量儲能能力。不過，到目前為止，采用此種材料會遇到一個問題。

例如，在電池插入和提取鋰離子的過程中(電池的基本功能)，高能量陰極材料會退化。經(jīng)過一定時間后，層狀氧化物會變成一種晶體結構，電化學性能特別差。結果發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池的平均充放電電壓在一開始時就降低了，從而阻礙了高能量鋰離子電池的發(fā)展。

目前，還沒有人完全了解確切的退化機理。KIT的一組研究人員與合作機構描述了該機理：“基于對高能量陰極材料的詳細研究，我們發(fā)現(xiàn)，陰極材料不會直接發(fā)生退化，而是通過形成很難被注意到的含鋰巖鹽結構間接退化。”此外，氧氣在反應中也起著重要作用?！俺舜祟惤Y果，該研究還揭示了電池技術的行為并不一定直接因退化造成。這是研究人員在合成陰極材料的過程中發(fā)現(xiàn)的。”

KIT的研究結果是一個重要的里程碑，將促進電動汽車高能量鋰離子電池的研發(fā)。研究人員采用了新型測試方法，以盡量減少層狀氧化物的退化，并開始研發(fā)合適的新型電池。(文中圖片均來自卡爾斯魯厄理工學院)