科學(xué)家們?cè)谛扪a(bǔ)常用電池材料時(shí)想出了一種調(diào)整其微觀結(jié)構(gòu)以提高能量密度的方法。這項(xiàng)工作為電動(dòng)汽車指明了方向，從而使其每次充電都能走得更遠(yuǎn)，科學(xué)家們希望通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)來(lái)更進(jìn)一步地提高其性能。

這項(xiàng)工作由某研究所的科學(xué)家進(jìn)行，重點(diǎn)是電池的陰極。在許多鋰離子電池中，這個(gè)電極是由被稱為NMC的層狀過(guò)渡金屬氧化物制成，其中含有豐富的鎳并由八面體形狀的顆粒組成。

這意味著，當(dāng)這些粒子中的兩個(gè)走到一起時(shí)，邊界處不可避免地會(huì)有空隙，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)會(huì)無(wú)縫地結(jié)合在一起?？茖W(xué)家們能通過(guò)調(diào)整合成程序來(lái)改變兩種常見(jiàn)的NMC的構(gòu)型，并謹(jǐn)慎地整合惰性鹽以促進(jìn)球形粒子的形成而非八面體形的粒子。

“我們的材料是一種帶有球形顆粒的單晶NMC，就最大限度地提高密度而言，結(jié)合了兩個(gè)世界的優(yōu)點(diǎn)，”一位研究報(bào)告的共同作者說(shuō)道，“跟多晶體不同，粉末顆粒沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此在晶界沒(méi)有浪費(fèi)的空間。但除此之外，跟八面體形的單晶體相比，還可以將更多的球形單晶體裝入相同的有限體積中，因此在這方面也可以獲得更多的密度?！?/span>

根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，這種新陰極材料提供了高達(dá)25%的能量密度的增長(zhǎng)?？茖W(xué)家們猜測(cè)，通過(guò)對(duì)顆粒大小的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，甚至可以將更多的能量裝入相同的體積中，也許可以混合較小和較大的顆粒以進(jìn)一步提高陰極的密度。該設(shè)計(jì)的另一個(gè)有用特點(diǎn)是球形顆粒最大限度地減少了跟電池電解液的表面接觸并減緩了陰極的退化。

該團(tuán)隊(duì)的某教授說(shuō)道：“就電動(dòng)汽車電池而言，陰極材料是一個(gè)重要瓶頸。為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的電池中的陰極往往使用層狀過(guò)渡金屬氧化物，包括富鎳的氧化物。我們改進(jìn)了兩種常用的此類材料，并實(shí)現(xiàn)了10%-25%的能量密度的提高。這將轉(zhuǎn)化為更小的陰極、更緊湊的電池，因此在相同體積下有更大的能量?jī)?chǔ)存能力。作為一個(gè)額外的好處，這種材料的退化速度更慢?！?/span>