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近日，日本橫濱國(guó)立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)宣布了一項(xiàng)令人矚目的科研成果——成功研發(fā)出一種新型錳基鋰電池，其能量密度高達(dá)820瓦時(shí)/千克（Wh/kg），這一突破為電動(dòng)汽車及可再生能源領(lǐng)域帶來(lái)了新的希望。 長(zhǎng)期以來(lái)，電動(dòng)汽車制造商一直青睞鎳鈷電池，因其高能量密度能提供較長(zhǎng)的續(xù)航里程。然而，鎳鈷資源的稀缺性和高昂成本限制了其在大規(guī)模應(yīng)用中的可持續(xù)性。與此同時(shí)，鋰離子電池雖然已成為大多數(shù)電子設(shè)備的首選可充電電池，但其較低的能量密度限制了其在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 為了解決這一難題，橫濱國(guó)立大學(xué)的研究人員經(jīng)過(guò)不懈努力，終于研發(fā)出這款新型錳基鋰電池。該電池采用錳作為負(fù)極材料，摒棄了傳統(tǒng)的鎳鈷元素，不僅降低了成本，還顯著提高了可持續(xù)性。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)X射線衍射、掃描電子顯微鏡和電化學(xué)方法對(duì)LiMnO2（錳酸鋰）進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)單斜晶系層狀結(jié)構(gòu)能夠有效促進(jìn)LiMnO2向尖晶石相的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而顯著提升電極材料的性能。 
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Yabuuchi Naoaki介紹，研究團(tuán)隊(duì)利用簡(jiǎn)單的固態(tài)反應(yīng)直接合成了具有單斜晶系層狀結(jié)構(gòu)和高表面積的納米結(jié)構(gòu)LiMnO2，這一過(guò)程無(wú)需中間步驟，直接通過(guò)煅燒兩種組分即可實(shí)現(xiàn)。測(cè)試結(jié)果顯示，使用這種新型LiMnO2電極的電池能量密度達(dá)到了驚人的820Wh/kg，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鎳基電池的750Wh/kg和鋰基電池的500Wh/kg。 更為重要的是，研究人員在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，使用新型LiMnO2電極的電池并未出現(xiàn)電壓衰減現(xiàn)象，這是以往錳基電池中常見(jiàn)的問(wèn)題。電壓衰減會(huì)導(dǎo)致電池性能隨時(shí)間逐漸下降，影響設(shè)備的整體性能。此外，研究團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃通過(guò)采用高濃度電解質(zhì)溶液和磷酸鋰涂層等手段，進(jìn)一步解決錳溶解問(wèn)題，確保電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。 這一研究成果的發(fā)布，標(biāo)志著錳基鋰電池在性能上取得了重大突破，為電動(dòng)汽車及可再生能源領(lǐng)域提供了一種更加經(jīng)濟(jì)、高效和可持續(xù)的解決方案。 |
