據(jù)外媒報(bào)道，一個(gè)韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)成功為鋰離子電池研發(fā)了新一代高容量陰極材料，比較特別的是，這個(gè)韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)是通過(guò)利用三文魚的DNA穩(wěn)定過(guò)鋰化層狀氧化物，才研發(fā)了這個(gè)新型材料，真是有點(diǎn)腦洞大開。

目前汽車使用的動(dòng)力電池，工作原理基本都一樣，通過(guò)鋰離子在正負(fù)極之間的運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電，好比把公交車把乘客從A公交站運(yùn)輸?shù)紹公交站，想要提高能量密度，就必須提高AB公交站容納乘客的能力。目前，正極材料此前主要采用磷酸鐵鋰，因?yàn)槟芰棵芏炔桓?，不能存?chǔ)更多的鋰離子，現(xiàn)在在乘用車上基本都換成了采用三元鋰，但負(fù)極材料一直沒(méi)什么變化，主要是硅跟石墨。

據(jù)了解，在鋰離子二次電池中，充放電過(guò)程中鋰離子在陰陽(yáng)極之間來(lái)回移動(dòng)的數(shù)量決定了電池系統(tǒng)的能量密度。換句話說(shuō)，研發(fā)高容量的陰極材料對(duì)于提高鋰離子電池的容量至關(guān)重要。

過(guò)鋰化層狀氧化物可逆容量較高，達(dá)250mAh/g（現(xiàn)有的商業(yè)化材料的可逆容量只有160mAh/g），早被認(rèn)為是新一代陰極材料，能夠?qū)㈦姵氐膬?chǔ)能能力提高50%以上。不過(guò)，OLO的主要缺點(diǎn)是，在充放電循環(huán)過(guò)程中，OLO的分層結(jié)構(gòu)會(huì)崩潰，導(dǎo)致膨脹，最終使得電池?zé)o法使用。本次韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)的主要貢獻(xiàn)在于，使用三文魚DNA穩(wěn)定了過(guò)鋰化層狀氧化物。

KIST研究團(tuán)隊(duì)將OLO表面與內(nèi)部分成特定區(qū)域，并采用透視電子顯微鏡分析該晶體結(jié)構(gòu)的變化情況。分析結(jié)構(gòu)表明，經(jīng)過(guò)反復(fù)的充放電循環(huán)，OLO的表面金屬層開始崩潰。

于是，該聯(lián)合研究小組采用了一種對(duì)鋰離子有很強(qiáng)吸附力的三文魚DNA，以控制會(huì)導(dǎo)致材料退化的OLO的表面結(jié)構(gòu)。不過(guò)，該三文魚DNA在水溶液中顯出聚集的趨勢(shì)。為解決該問(wèn)題，研究小組將碳納米管（CNT）與三文魚DNA組合成了復(fù)合涂層材料。將DNA/CNT混合物均勻地放置并附著在OLO的表面，從而研發(fā)出了新型陰極材料。

KIST研究團(tuán)隊(duì)采用了綜合先進(jìn)分析技術(shù)（研究各種因素，從單個(gè)顆粒到電極），發(fā)現(xiàn)OLO的電化學(xué)特性及其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性機(jī)制都得到了改善。原位X射線分析結(jié)果也證實(shí)，在充放電循環(huán)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)退化得到了抑制，熱穩(wěn)定性得到改進(jìn)。

但這個(gè)研究成果其實(shí)并不足喜，目前電池廠商遇到的難題是如何提供正極材料的能量密度，從磷酸鐵鋰變成三元鋰就是一個(gè)典型的例子，能量密度還是沒(méi)有超過(guò)當(dāng)前的負(fù)極材料。因此負(fù)極材料的提升對(duì)當(dāng)下來(lái)說(shuō)并沒(méi)有很大的意義，出于成本的考慮，也不會(huì)很快得到大規(guī)模應(yīng)用。

現(xiàn)在車企和電池供應(yīng)商比較關(guān)注的難題，還是在于正負(fù)極之間的電解質(zhì)，如果解決了固態(tài)電解質(zhì)的問(wèn)題，就可以采用金屬鋰作為負(fù)極材料，其能量密度比過(guò)鋰化層狀氧化物還要高。氫云鏈