化学家确定高容量锂离子电池阴极的能量损失的原因

一个国际研究小组,其中包括Skoltech研究者和他们的同事来自法国、美国和瑞士,发现为什么能量损失发生在充放电循环在锂离子电池阴极由复杂的富锂过渡金属的氧化物。发表在《自然材料,新的研究表明,不同的充欧洲杯足球竞彩放电操作电压导致能源效率低是由于长期活动阻碍了中间物种的镍。

快速增长的电动汽车行业需要较高的锂离子电池能量密度提供电动车充电一次走得更远。下一代牵引电池的基础上可以创建先进的阴极材料,如Li-rich复杂的过渡金属氧化物,持有当前记录的特定能力的过渡金属的阳离子(镍、钴)和氧阴离子参与氧化还原反应。欧洲杯足球竞彩然而,电压滞后-充电和放电电压的差异导致能量损耗电池操作期间,限制了实际应用。

“在锂离子电池的充电,带正电的阳离子锂阴极材料结构的离开他们的网站,然后在电池放电时解决。阴极材料保持电中性,它应该释放或吸收相同数量的电子。我们的研究表明,运动障碍和能量壁垒造成很大程度上的电子转移,而不仅仅是锂离子的迁移。金属阳离子和氧原子之间电子的转移可以特别缓慢,导致能量损失,”主任教授Artem Abakumov Skoltech能源科学和技术中心(c)解释说。欧洲杯线上买球

“捕捉那些长寿的电子态,我们开始通过排除其他可能原因滞后,例如阴极的晶体结构的变化引起的过渡金属阳离子的迁移。由于高分辨率透射电子显微镜——即先进的忒弥斯泰坦Z显微镜成像的核心设备——我们提供绝对可靠的证据表明这种不可逆过程不发生。忒弥斯泰坦Z拥有0.06 nm的空间分辨率,这意味着我们可以得到原子水平的晶体结构,”Skoltech博士生安娜Morozov说。

“我们的显微镜是一个材料科学实验室在它自己欧洲杯足球竞彩的权利欧洲杯线上买球,使材料与各种high-locality方法的分析。不仅在我们的研究中,我们使用了图像的结构,而且还进行了光谱分析的电子态镍和钛离子,以及氧离子在不同的电池充电状态。因此,我们发现它不是别人,正是氧化镍离子,形成了一个长期存在的电子态,随后证实了其他光谱学方法,”Skoltech研究科学家奥尔加Emelyanova解释道。

“我们的研究揭示了现代透射电子显微镜提供了独特的机会,学习材料的高的实用价值。欧洲杯足球竞彩水晶的知识和电子结构在当地的水平是至关重要的目标发展的材料具有独特的功能。欧洲杯足球竞彩的能力来执行这样的研究是一个重要的竞争优势Skoltech,”Yaroslava夏克霍娃,先进的成像的核心设施,补充道。

其他组织参与这项研究包括法兰西学院、巴黎索邦大学,在电化学储能研究网络(RS2E),伊利诺伊大学(美国),保罗谢勒研究所(瑞士),苏蕾同步加速器中心(法国),和大学的保罗·阿杜尔地区(法国)。

来源:http://www.skoltech.ru/

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