國家科技部網(wǎng)站日前報(bào)道，由美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室兩位科學(xué)家及一名西北大學(xué)材料科學(xué)教授聯(lián)合撰寫的一篇論文指出：
鋰電池的大型應(yīng)用有賴于材料技術(shù)的進(jìn)步。論文發(fā)表在2012年第7期的《英國皇家化學(xué)學(xué)會雜志》上。
這一觀點(diǎn)是在論文作者之一阿貢國家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Lab.,美國）博士Michael Thackeray對于鋰離子電池正負(fù)極材料研究的基礎(chǔ)上形成的，博士尤其是對高錳含量的正極材料有深刻見解，設(shè)計(jì)了兩種正極材料，達(dá)到了提高金屬（特指金屬鋰）氧化物在高電位鑲嵌的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的，為高能量鋰電池的商業(yè)化提供了新思路。博士在負(fù)極材料方面也最早研究了Cu6Sn5到LiCuSn材料的轉(zhuǎn)換，使鋰電池正負(fù)極能夠結(jié)合成既有高能量又有穩(wěn)定性的匹配材料。
最新發(fā)表的論文指出，電動汽車和智能電網(wǎng)所需的儲能系統(tǒng)的廣泛使用需要在材料領(lǐng)域取得創(chuàng)新，而不是小步伐的進(jìn)步。把目前的
鋰離子電池能量密度提高2-3倍是可以實(shí)現(xiàn)的，鋰氧電池的能量密度提高5倍也有可能。
所謂性能優(yōu)越的鋰電池材料，論文指出，“該材料在多次充放電中要可承受大的體積和結(jié)構(gòu)的變化并同時(shí)具備多種功能”，也就是強(qiáng)調(diào)了在能量密度增加情況下的穩(wěn)定性，作者舉例說，“例如，當(dāng)（金屬氧化物）正極在放電被還原成氧化鋰時(shí)要提供一種催化劑，這種催化劑可以在充電時(shí)有效打斷鋰氧之間的化學(xué)鍵”。論文作者同時(shí)也從鋰電池綜合效果上考慮了大容量鋰電池在投入到動力鋰電池和智能電網(wǎng)儲能電池應(yīng)用時(shí)的相關(guān)支持，例如，電解質(zhì)要不易揮發(fā)、非液體化（現(xiàn)在的
聚合物鋰電池雖然是非液體電解質(zhì)，但并不能有效應(yīng)用到電動汽車和電網(wǎng)儲能上），穩(wěn)定的電化學(xué)特性以及必須解決的安全性等。
這些問題早在去年初阿貢國家實(shí)驗(yàn)室與通用汽車達(dá)成富鋰高錳材料授權(quán)時(shí)即已有所考慮。隸屬于美國能源部的阿貢實(shí)驗(yàn)室去年1月將自主研發(fā)的富鋰高錳混合金屬氧化物提供給通用，使這種材料進(jìn)入商業(yè)化進(jìn)程。當(dāng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們就表示將繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)工作，為下一步電動汽車貢獻(xiàn)力量，同時(shí)也為電網(wǎng)研制新型儲能材料。
