无钴锂离子电池阴极:如何通过混合金属元素提高稳定性和耐热性?_百度知 ...
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加州大学欧文分校与国际科研团队联手，革新电池技术</
在最新发表于《自然》杂志的科研成果中，加州大学欧文分校（UCI）物理学家Huolin Xin教授及其来自四个国家实验室的团队，成功开发出一种无需钴元素的锂离子电池阴极，旨在应对钴价格波动和地缘政治风险，以及道德和环境挑战。
通过创新的“高熵掺杂”技术，科学家们巧妙地混合了镍和其他金属元素，有效解决了传统高镍阴极在热稳定性和化学机械稳定性的难题。Xin教授表示：“我们的无钴层状阴极在反复充放电过程中展现出了前所未有的耐热性和稳定性，这解决了电池安全性和持久性方面的长期瓶颈，为电池的广泛应用打开了新的可能。”
钴的供应链风险，特别是刚果民主共和国的开采问题，促使电动汽车制造商寻求替代方案。高镍阴极在能量密度提升的同时，也带来了热膨胀问题，可能导致电池损坏。HE-LMNO，一种由镁、钛、锰、钼和铌构成的复杂合金，正是团队解决这一问题的关键。他们运用同步加速器X射线衍射、透射电子显微镜和3D纳米断层成像技术，精确观察了无钴阴极在长时间使用中的体积稳定性，甚至超过了低镍阴极的表现。
与纽约布鲁克海文国家实验室（NSLS-II）的紧密合作，使得研究团队能够深入解析材料内部结构，揭示出氧空位和缺陷的作用，有效抑制了HE-LMNO在循环过程中的裂纹形成，确保了结构的长期稳定。葛明远，NSLS-II的科学家，强调了这一研究在材料稳定性和性能提升上的突破性发现。
Xin教授满怀信心地表示，这项研究不仅推动了清洁能源交通和储存设备的普及，还为解决电池矿物开采中的环境正义问题提供了创新途径。他说：“这项工作标志着我们朝着实现清洁技术的双重要求迈出了重要一步。”
