(资料图片)

外媒报道，俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所(Skolkovo Institute of Science and Technology，Skoltech)的研究人员提出一种方法，通过调整微结构，提高电池的能量密度。这项工作为延长电动汽车的单次充电续航里程指明了方向，未来通过深入的实验，有望进一步提高性能。

这项研究的重点在于电池正极。很多锂离子电池采用由富含镍的层状过渡金属氧化物(NMC)制成的正极。这些材料由八面体形状的粒子组成。当这样的两个粒子聚集在一起，因为无法无缝结合，边界上不可避免地会出现空隙。研究人员通过微调合成过程，细微地整合惰性盐，以促进形成球形粒子，而不是八面体形状粒子，从而改变了两种常见NMC的组态。

研究人员Aleksandra Savina表示：“这种材料是一种带有球形粒子的单晶NMC。与多晶体不同，粉状粒子没有内部结构，因此晶界处没有多余空间。最重要的是，在与八面体形状单晶相同的有限体积中，可以容纳更多的球形单晶，从而实现更高的密度。”

据介绍，这种新型正极材料可以将能量密度提升达25%。研究人员希望就粒子尺寸进行更深入的实验，以在相同体积内容纳更多的能量。将大小不同的粒子混合在一起，或许可以进一步增加正极的密度。该设计的另一个优势是，球形粒子可以充分减少与电池电解液的表面接触，从而减缓正极降解。

首席研究员Artem Abakumov表示：“对于电动汽车中使用的电池，正极材料是主要瓶颈之一。电池正极通常使用层状过渡金属氧化物，包括富镍氧化物。研究人员对常用的两种材料进行了改进，使能量密度提高了10%-25%。这意味着正极的尺寸更小，电池更加紧凑，在相同体积下可以存储更多的容量。作为额外优势，这种材料的降解速度更慢。”

关键词： 能量密度