韩国开发全新锂离子电池涂层 提升电动汽车续航里程

发布时间: 2021-03-24 作者:汽车氪

韩国开发全新锂离子电池涂层 提升电动汽车续航里程研究小组提出一种室温合成路线,以完全覆盖次级粒子表面,并轻松注入晶界,从而提供一种完整的“涂层+注入”策略。"

据外媒报道,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)的科学家开发了一种新的锂离子电池涂层,有望为未来的电动汽车提供更长的续航时间。将这种涂层涂覆在锂离子电池上,即使经过500多次充放电,也可以提升循环稳定性。这将进一步促进电动汽车的发展,延长单次充电续航里程。

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(图片来源:UNIST)

UNIST能源与化学工程学院的Jaephil Cho教授及其团队推出了这种新涂层技术,可以有效抑制晶间开裂、化学副反应和阻抗增长。据该团队介绍,在室温环境下,次级粒子不会改变晶体体积,但经过反应性润湿渗透,会在晶界中产生剧烈的变化。

富镍材料被视为富有前景的正极材料,因其可以较低的成本提供更高的容量。然而,由于反复充放电操作导致的微裂纹和电解质副反应,传统富镍正极的寿命较短。在这种情况下,为了防止电解质降解,目前生产的所有热处理温度为700℃或更高的材料,都在表面上涂有保护性涂层,但这也存在性能差和生产成本高的问题。

在本项研究中,研究小组提出一种室温合成路线,以完全覆盖次级粒子表面,并轻松注入晶界,从而提供一种完整的“涂层+注入”策略。他们通过反应润湿的方式,构建了一种NCM次级粒子的高品质硼化钴(CoxB)玻璃合金注入物。在界面化学反应的强烈驱动力下,纳米硼化钴(CoxB)玻璃合金不仅完全包裹次级粒子表面,而且可以进入初级粒子之间的晶界。这是非同寻常的,因为这一过程发生在室温下,次级粒子不会改变晶体体积,但经过反应润湿,会在晶界中产生剧烈的变化。因此,通过缓解正极侧晶间应力腐蚀开裂、微结构降解和副反应,以及对负极的熔点交叉效应,可以提供优异的电化学性能,并提高安全性。

结果表明,采用新涂层方法制造的电池,经过500次循环表现出95%的容量保持率,与现有富镍材料相比,可使寿命保持率提高约20%。不仅如此,因为极大地抑制了晶间开裂、副反应和阻抗增长,还能有效提升NCM的倍率性能和循环稳定性,包括在高放电率和高温(45°C)条件下。

 

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