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TUM新工艺:采用微波合成技术生产电动车电池阴极材料
发布时间:2021-08-04 00:03
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本文摘要:据外媒报导,慕尼黑工业大学(TechnicalUniversityofMunich,TUM)研发了一项新工艺,用作生产高压阴极材料磷酸钴锂(lithiumcobaltphosphate),使其生产更加快捷、便利,且价格便宜、品质拟合,更进一步提高了电动车车载电池的性能。电池研究人员指出,磷酸钴锂被指出是未来的电池材料,其操作者电压比当前使用的磷酸锂铁(lithium-ironphosphate)要低,其能量密度也较高,超过800瓦时/千克。

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据外媒报导,慕尼黑工业大学(TechnicalUniversityofMunich,TUM)研发了一项新工艺,用作生产高压阴极材料磷酸钴锂(lithiumcobaltphosphate),使其生产更加快捷、便利,且价格便宜、品质拟合,更进一步提高了电动车车载电池的性能。电池研究人员指出,磷酸钴锂被指出是未来的电池材料,其操作者电压比当前使用的磷酸锂铁(lithium-ironphosphate)要低,其能量密度也较高,超过800瓦时/千克。相比于早前广泛超过的600瓦时/千克,该材料的能量密度获得了大幅度提高。

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然而,累计至目前,这款极具前景的阴极材料产量很少,归属于能源密集型产品,其生产效能并不低:必需要超过900℃的极高温度。此外,在这高温条件下,其结晶尺寸也各有不同。在第二步生产操作者中,还须要将其切成纳米晶体粉末(nanocrystallinepowder),尽管该流程十分耗电,但其生产也并全是缺点:其颗粒离子导电性(sufficientionicconductivity)强劲,导电方向完全相同,电池电极材料与电解质间的化学反应比较较缓。TUM研究员JenniferLudwig博士研发了微波制备法(microwavesynthesis),可乘势解决问题上述所有问题:只需用于一个小型微波炉,再行花费0.5小时,就能生产出有高纯度的磷酸钴锂。

首先,将溶剂放进聚四氟乙烯(Teflon)容器内,重新加入试剂后用微波炉冷却。微波炉的功率需要太高,只要600瓦就够用了,所需的反应温度在250℃,在该条件下可启动时结晶反应。在这项试验中,她还解决问题另一项难题:当反应温度多达200℃且正处于高压状态下,一般来说无法获得理想的磷酸钴锂,有时不会分解未知的复合型氢氧化钴磷酸氢盐(cobalthydroxidehydrogenphosphate)。

JenniferLudwig阐述了反应机理,分离出化合物,并确认其结构及特性。由于新的化合物不合适作为电池材料,她改动了该反应条件,从而只分解其所须要的磷酸钴锂。JenniferLudwig的研究工作取得了宝马的反对,她与劳伦斯伯克利国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory,LBNL)、斯坦福实时加速器电磁辐射光源(StanfordSynchrotronRadiationLightsource,SSRL)及Walther-Mei?ner-Institut(WMI)联合积极开展该项研究合作。


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