瞧一瞧：美国研发富含锰的电极 以制成更便宜、更安全的电池

盖世汽车讯全球的研究人员都在寻觅更便宜、更好的锂离子电池材料，为电动汽车等大型机器提供动力。目标之1就是找到锂金属氧化物电极的替换品，取代含钴的电极。钴是手机和笔记本电脑电池中常见的1种元素，但是过于昂贵且容量不足，没法支持电动汽车长距离行驶。

图片来源：阿贡国家实验室

几10年来，美国能源部阿贡国家实验室（DOEArgonneNationalLaboratory）的研究人员1直在寻觅与当今电池中使用电池材料性能相同乃至更好的材料。据外媒报导，阿贡国家实验室正在研究富含锰的化合物，由于锰储量丰富且便宜；锂锰氧化物也很安全，但能量密度低于镇政府有权利强拆违建吗
钴氧化物。

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对富含锰的材料的研究遭到了实验室退休研究员MichaelThackeray自20世纪80年代初以来1直进行的研究的影响。MichaelThackeray于1981至1982年在牛津大学攻读博士后学位，曾与诺贝尔化学奖得主JohnGoodenough（发明了锂钴氧化物电池）共事。

Goodenough与Thackeray合作发现了1种锂锰氧化物电极，具有“尖晶石型”结构，比Goodenough的锂钴氧化物的层状结构更便宜、更安全，不过性能更差。此种“尖晶石”材料被放置在1个立方体、紧凑的3D结构中。尖晶石电极含有可快速容纳锂离子的3D通道，因此可实现高功率，优于其他锂离子电池的3D层状结构和1D隧道结构。

在此类初期研发工作的基础上，阿贡国家实验室的研究人员研发出许多富含锰的材料，包括Thackeray合作研发的富含锂的镍锰钴（NMC）阴极。富含锂的NMC是1项突破性阴极技术，与锂离子电池中标准含量的NMC相比，性能和可靠性都得到显著改良。现在，阿贡国家实验室已将NMC技术授权给通用汽车等全球制造商，而雪佛兰Volt和Bolt车型采取的就是此种阴极材料。

Goodenough与Thackeray的研究还在继续为阿贡国家实验室正在进行的研究提供灵感，研究人员正将纳米级尖晶石型材料集成到阴极中，并对尖晶石的性能进行微调，以在阴极中设计出理想的特性。例如，不同的尖晶石型材料可以帮助稳定NMC阴极，并有助于设计出全固态锂离子电芯和电池的阴极和电解质材料。

目前，阿贡国家实验室的研究人员正加强对NMC技术的研究，以提高锂和锰的含量，让制成的电池优于目前的电池，并提高电池的能量密度和安全性，同时下降本钱。该项研究的终究目标是为锂离子电池制造出结构稳定、富含锰的电极，从而提升电池的续航。通过将尖晶石和新材料结构，研发出性价比的材料，以替换富含钴和镍的材料。

（季丽亚HN003）

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