摘要：该团队的突破在于创造了一种更好的方法来生产“无序岩盐”（DRX）阴极颗粒，这是一种替代电池材料。迄今为止，制造商难以控制DRX颗粒的尺寸和质量，这使得它们不稳定，难以在生产环境中使用。研究人员通过开发一种无需研磨或后处理即可生产尺寸均匀、高度结晶的颗粒的方法解

麦吉尔大学的一组研究人员与美国和韩国的同事合作， 开发出 一种制造高性能锂离子电池材料的新方法，可以帮助逐步淘汰镍和钴等昂贵和/或难以采购的金属。

该团队的突破在于创造了一种更好的方法来生产“无序岩盐”（DRX）阴极颗粒，这是一种替代电池材料。迄今为止，制造商难以控制DRX颗粒的尺寸和质量，这使得它们不稳定，难以在生产环境中使用。研究人员通过开发一种无需研磨或后处理即可生产尺寸均匀、高度结晶的颗粒的方法解决了这个问题。

“我们的方法能够大规模生产质量稳定的 DRX 阴极，这对于其在电动汽车和可再生能源存储中的应用至关重要，”该论文的通讯作者、矿业与材料工程系助理教授 Jinhyuk Lee 表示。

研究人员表示，这项发表在 《自然通讯》上的研究结果为更可持续、更具成本效益的锂离子电池提供了一条充满希望的道路，这是全球向电气化交通和使用可再生能源转变的关键组成部分。

材料突破

研究人员设计了一种两步熔盐工艺来合成DRX颗粒。熔盐工艺能够更好地控制颗粒的形成，从而提高质量和效率。首先，研究人员促进颗粒的成核（形成小而均匀的晶体），然后限制其生长。这使得他们能够生产出尺寸小于200纳米的可用于电池的颗粒，这一尺寸被认为对于释放这些材料在锂离子电池中的性能至关重要。

“我们开发了第一种直接合成高度结晶、均匀分散的DRX单颗粒的方法，无需合成后研磨，”Lee说道。“这种形态控制既提高了电池性能，也提高了大规模DRX正极生产的一致性。”

在电池单元测试中，新材料在100次充放电循环后仍能保持85%的容量。这比使用旧方法生产的DRX颗粒的性能提高了一倍多。

从实验室到工业

这项研究由麦吉尔大学团队与斯坦福大学SLAC国家加速器实验室和韩国科学技术院（KAIST）的科学家合作开展。研究得到了美国电池公司Wildcat Discovery Technologies的部分支持，该公司有意将DRX技术推广至商业用途。

该团队的方法还可以使该工艺更具可扩展性和能源效率，从而解决DRX阴极广泛应用的一个关键障碍。鉴于全球对电池的需求，这可能会产生巨大的连锁反应。

“我们研究成果的接受凸显了该方法的根本见解和工业潜力，”该论文的第一作者、麦吉尔大学材料工程系博士生霍达·艾哈迈德（Hoda Ahmed）表示。“它将推动该领域向可扩展制造方向发展。”

研究人员表示，通过这种合成策略，下一代锂离子电池的大门已经打开，这种电池更具可持续性、更经济实惠，而且更容易大规模生产。

资料来源：凯斯西储大学

来源：小蒋的科学讲堂