锂电池中撒点盐：能量密度加3倍！

在锂电池中加盐，锂电量密可能把能量密度后退三倍 ！池中

这个重大简朴致使带点夷易近科滋味的撒点论断，是度加美国劳伦斯伯克利国家试验室的最新钻研下场。

钻研职员发现
，锂电量密运用无序岩盐（DRX）制作电池阴极质料 ，池中可能清晰提升能量密度，撒点还能处置因电池需要飙升导致的度加镍  、钴短缺下场。锂电量密

多年不断依赖价高且资源浓密镍以及钴的池中锂离子电池，迎来了愈加可不断的撒点突破口 。

而且值患上一提的度加是
，这项新钻研的锂电量密领头人
，仍是池中一位本迷信成于浙大化学系的华人迷信家——Chen Guoying。

在电池阴极资料中来点盐

这种无序岩盐英文称谓是撒点Disordered rock salt，是艰深食盐的远亲，在地壳中很罕有。

△一种岩盐

凭证钻研 ，运用无序岩盐再加之一些其余过渡金属，可能残缺取代艰深三元锂电池阴极质料罕用的镍以及钴元素。

也便是残缺不用镍以及钴，无序岩盐+锰仍是能分解能源电池的阴极 。

而且，无序岩盐还可能将电池的能量密度削减三倍，提供更长的续航里程
。

同时钻研职员还发现，无序岩盐具备很高的组成锐敏性 ，运用任何一种过渡金属都能分解可用的电池阴极 ，好比锰概况钛，能清晰飞腾电池原质料价钱
 。

家喻户晓，三元锂电池是当下能源电池的主流规范之一。而且由于能量密度高、热晃动性好 ，每一每一入选用高端车型的标配。

其中的钴离子有助于坚持阴极氧化物的晃动性，抑制锂镍混排天气 ，保障电池寿命；镍离子有助于提升能量密度 ，对于锂电池来说都是关键的组成元素
。

那末 ，为甚么要钻研新的质料来替换这两种元素 ？

无序岩盐给出的新抉择

需要追寻镍以及钴的替换质料，最紧张的仍是由于两种元素在未来会进入短缺形态
。

艰深来说 ，三元锂电池阴极主要由镍钴锰三种元素组成 ，镍以及钴元素的占比个别在70%以上。

△三元电池阴极质料妄想，源头：EER

而随着电动汽车市场的不断扩展
，三元锂电池需要削减 ，进而导致对于镍、钴元素的需要量猛增。

标普全天下最近的一份陈说展现，电动汽车的销量从2023年到2027年将翻一番，抵达3160万辆，估量到时候钴以及镍都市泛起短缺。

伍德麦肯兹也曾经在去年预料，假如新的采矿名目不奏成果  ，到2030年钴需要将短缺逾越15%。

但同时又由于钴以及镍在电池资料中的紧张性 ，在真侧面临短缺以前 ，最佳先找一些替换 。

钻研职员们以为 ，无序岩盐就黑白常好的替换质料。

从妄想上来说，无序岩盐的晶体妄想是立方而非层状，因此不需要钴元始终坚持晃动性
。

△右侧为DRX阴极妄想，源头 ：伯克利试验室

同时，立方的晶体妄想又能应承锂离子在三个维度中逍遥挪移，从而可能容纳更多的锂离子，提供更高的能量密度 ，替换了镍元素的熏染。

钻研职员也把这种无序岩盐质料称为富锂阴极质料。

而为了更好地钻研这种质料 ，钻研职员们还建树了一个无序岩盐同盟。

钻研团队简介

同盟在2022年10月建树，由劳伦斯伯克利国家试验室主导。

主要负责人有两位，分说是伯克利试验室电池组钻研迷信家Chen Guoying以及Gerbrand Ceder，同时Ceder也在加州大学伯克利分校负责质料迷信与工程系教授。

Chen Guoying本科就读于浙江大学化学业余，1994年结业后，先后在中国迷信院上海有机化学钻研所 、宾夕法尼亚大学实现有机化学业余硕士以及化学业余博士学位。

2002年 ，Chen Guoying开始在伯克利试验室使命，钻研倾向为后退锂离子电池的能量密度 、循环寿命以及清静性，已经在质料化学一流期刊上宣告论文超66篇 ，总被引数抵达7668次 。

Gerbrand Ceder则是驰名锂电大牛，属于天下顶级质料合计专家。

Gerbrand Ceder本科就读于比利时鲁汶大学冶金以及运用质料迷信业余 ，结业后直接读博 ，1991年在加州大学伯克利分校取患上质料迷信博士学位  。

他曾经在麻省理工学院负责质料迷信与工程学院教授 ，后回到加州大学伯克利分校，钻研倾向搜罗能源存储（搜罗锂离子电池
、钠离子电池、全固态电池等） 、数据开掘、高通量合计等
。

Gerbrand Ceder已经在Nature、Science等顶级期刊上宣告论文逾越500篇
，被引次数逾越11.5万次。

当初，无序岩盐同盟成员普遍各个国家试验室以及大学
，差距团队分说钻研合计模子 ，不断改进化学成份，并开拓最适宜无序岩盐阴极的电解质。

同盟已经取患上美国能源部车辆技术办公室提供的2000万美元（约1.46亿元）资金 ，目的在未来五年内推出电池级无序岩盐阴极质料，最终实现商业化。

Chen Guoying展现，如今钻研的最大挑战是后退无序岩盐阴极质料的循环寿命
，目的是抵达数千次以上。

等到无序岩盐阴极质料推出，功能高、寿命长 、价钱低的新型锂电池无疑在电池市场上颇为有相助力。

参考链接 ：

https://spectrum.ieee.org/lithium-ion-battery-2665763170

责任编纂
：落木

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