中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在昨天與今天電動(dòng)車輛和電子小物件用動(dòng)力裝置的競(jìng)賽中，鎳日益成為下一代可充電鋰離子電池不可或缺的組成部分。
鎳金屬氫化物電池主宰著混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)的發(fā)展，并且將繼續(xù)成為消費(fèi)者對(duì)可充電家庭電池的選擇。但最具潛力的鎳基電池技術(shù)有可能采用創(chuàng)新的陰極材料，這將使得鋰離子電池更強(qiáng)勁、更耐用且更安全。
這些材料，即NCM或NMC（可互換名稱參照是否存在鎳氧化物、鈷氧化物和錳氧化物）在十年前便已推出，作為鋰鈷氧化物的替代品，這通常用于鋰離子電池。這種轉(zhuǎn)換的一個(gè)誘因便是成本：與鎳相比，鈷更加稀有，通常更為昂貴。
采用NCM化學(xué)過(guò)程的鋰離子也有著更高的能量密度，即基于其重量或容積所能夠存儲(chǔ)的能量總量�！澳芰棵芏仍酱螅姵鼐驮捷p薄，”芝加哥附近的美國(guó)能源部阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)家及鋰離子電池專家Daniel Abraham這樣說(shuō)。
▲阿爾貢國(guó)立實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)帶頭人Daniel Abraham進(jìn)行了鋰離子電池方面的研究。
鎳通過(guò)彌補(bǔ)電池在充放電時(shí)的電子損失或增益，在提升能量密度方面起著至關(guān)重要的作用�！版嚨难趸癄顟B(tài)是可逆的，”Abraham解釋說(shuō)，“材料的這種可逆特征能夠讓電池“循環(huán)”成千上萬(wàn)次�！彼a(bǔ)充道，添加錳（在某些電池中添加鋁）可以改進(jìn)內(nèi)部化學(xué)過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性。
“這是全球增長(zhǎng)最快速的陰極”，巴斯夫(BASF) Battery Materials – Ovonic公司的副總裁及常務(wù)董事Michael Fetcenko斷言道。BASF生產(chǎn)三種型式的NCM陰極材料，其中鎳占到陰極總量的三分之一到二分之一。公司被授權(quán)生產(chǎn)在阿爾貢實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的NCM，而亞伯拉罕及其他科學(xué)家則致力于研究改進(jìn)其性能的方式�！拔覀儗Ｗ⒂谶@一化學(xué)過(guò)程，以期延長(zhǎng)這些電池的壽命、降低成本，并且改善安全特征。”亞伯拉罕說(shuō)。
更涼更安全
加拿大哈利法克斯達(dá)爾豪斯大學(xué)化學(xué)物理系的先進(jìn)材料教授Jeff Dahn同樣也強(qiáng)調(diào)了鎳基陰極的安全優(yōu)勢(shì)。他注意到，當(dāng)鋰離子電池的尺寸增大時(shí)，也會(huì)增加過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)。這是由于在高溫下，鋰離子電池材料會(huì)變得不穩(wěn)定，并且會(huì)將氧氣釋放到易燃的電解液中。
“這有點(diǎn)類似于經(jīng)由加熱的汽油來(lái)析出氧氣，”Dahn解釋說(shuō)�！澳阋欢ú幌脒@么做。因此一定要挑選釋放最少量氧氣的陽(yáng)極材料（以可控溫度）。他補(bǔ)充道，”在開(kāi)始釋放氧氣的溫度下，NCM 能夠比鋰鈷氧化物提供更多的熱余裕�！�
Dahn引用了于今年早些時(shí)候波音公司新型787夢(mèng)幻飛機(jī)在出現(xiàn)一系列電子問(wèn)題之后的臨時(shí)停飛，這包括過(guò)熱以及起火的鋰離子電池。在飛機(jī)的電子設(shè)備艙中使用鋰鈷氧化物電池或許是個(gè)拙劣的選擇，”他說(shuō)。“本有更加安全的材料可供選擇。”
但是這種故障極為罕見(jiàn)，并且輕質(zhì)和高能輸出使得鋰離子電池成為便攜式裝置如便攜式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和動(dòng)力工具的選擇。Fetcenko承認(rèn)，“在重量至上的應(yīng)用領(lǐng)域，鋰就是主宰�！�
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）
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