钜大LARGE | 点击量：341次 | 2023年10月25日
新研究证实高能电动汽车电池的富锂正极材料如何在高温时存储电荷
电动汽车用高能蓄电池需要高容量的蓄电池阴极。新型的锂过量的富镁阴极有望取代现有的镍富集的阴极，但是了解镁和氧如何适应高压下的电荷存储对于其成功适应至关重要。由华威大学WMG领导的研究与美国研究人员合作，进行了一系列X射线研究，以确定氧离子而不是镁离子正在促进电荷存储。
到2030年，仅电动汽车将投入生产，这意味着制造商竞相制造出价格合理且可高效充电的高能电池，但传统的电池阴极无法达到500Wh/Kg的目标
锂过量的阴极能够达到500Wh/Kg，但释放其全部容量意味着了解如何在高压下存储电荷。
华威大学WMG领导的一项新的X射线研究解决了金属和氧气如何促进高压下电荷存储的问题。
电动汽车有一天将在道路上占主导地位，并且对于消除二氧化碳排放至关重要，但是汽车制造商面临的主要问题是如何制造一种价格合理的，持久耐用的高能量密度电池，该电池可以快速，高效地充电。因此，正在争相制造具有500Wh/Kg储能目标的EV电池，但是如果不使用新的正极材料，就不可能实现这些目标。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
尽管在过去的10年中不断取得进步，以推动用于电动汽车的最先进的富镍阴极的性能，但该材料无法提供所需的能量密度。为了增加容量，需要使用更多的锂，这意味着要超出镍存储电子电荷的能力。
富锂的富镁阴极提供足够的能量密度，但要最终达到500Wh/Kg的储能目标，我们需要了解电子电荷如何存储在材料中。简而言之，就是存储在镁或氧位上的电子电荷。
在2月17日今天发表在《ACS能源快报》上的论文《富锰碱性过量阴极中的锰被氧化吗？》中，来自沃里克大学WMG的研究人员克服了一个重要的里程碑，了解了锂过量的富镁阴极。
涉及常规和非常规氧化还原的锂过量化合物，常规是指改变其电子密度的金属离子。在氧气（或氧气氧化还原）上可逆地改变电子密度而不形成氧气的情况是非常规的氧化还原。文献中描述了涉及两种机制的不同机制的各种计算模型，但是最终需要在电池循环（操作数）时进行仔细的X射线研究以验证这些模型。
由华威大学WMG领导的英国和美国之间的研究人员进行了操作X射线研究，以精确量化高压下的镁和氧种类。他们演示了X射线束如何不可逆地驱动高度氧化的镁（Mn7+）不可逆地将氧气吸附在其他材料中。
但是，通过进行仔细的操作X射线研究，可以避免光束损坏，并且在电池循环过程中仅在锂过量的阴极中充电时观察到痕量的Mn7+形成。
华威大学WMG的路易斯·派珀教授解释说：
“我们最终解决了氧气而不是金属氧化还原正在推动更高的容量的问题，这意味着我们现在可以设计更好的策略来改善此类材料的循环和性能。”
