超低成本電池陰極材料研發成功
【化工儀器網 項目成果】在當今社會，隨著科技的不斷進步和環境保護意識的日益增強，能源存儲和轉換技術成為了全球關注的焦點。在這一背景下，一項重大突破引起了廣泛關注：超低成本電池陰極材料的研發成功。這一創新技術不僅預示著能源存儲領域的革命性變革，也為未來電動汽車供能方式帶來了無限可能。
據最新一期《自然·可持續性》雜志報道，美國佐治亞理工學院領導的多機構團隊開發出一種革命性低成本陰極材料——氯化鐵，其成本僅為典型陰極材料的1%-2%，但可儲存相同數量的電量。該項成果將有望改善電動汽車市場以及整個鋰離子電池市場。
目前，電池約占電動汽車總成本的50%，這使得清潔能源汽車比許多內燃機汽車更昂貴。在電池結構中，陰極材料會影響容量、能量和效率，在電池的性能、壽命和價格承受能力方面發揮著重要的作用。
從2019年開始，研究團隊嘗試使用氯化物基固體電解質和傳統商用氧化物基陰極制造固態電池，結果表明陰極和電解質材料無法兼容。團隊最終發現，氯化物基陰極可以與氯化物電解質更好地匹配，從而能提供更好的電池性能。其中氯化鐵的晶體結構更適合儲存和運輸鋰離子。
電動汽車中常用的陰極是氧化物，需要大量昂貴的鎳和鈷，這些元素可能有毒，對環境構成挑戰。相比之下，新開發的陰極只含有鐵和氯。這兩種元素常見于鋼鐵和食鹽中，儲量豐富、價格低廉。在初步測試中，氯化鐵的表現與其他價格高得多的陰極材料一樣好，甚至更優。
據悉，截至目前，只有4種類型的陰極成功商業化應用于鋰離子電池。新開發的陰極將是第5種，代表了電池技術的一大進步：全固態鋰離子電池的開發。研究團隊表示，這項技術或能在不到5年的時間內在電動汽車中實現商業化。
超低成本電池陰極材料的研發成功，標志著能源存儲和電動汽車供能方式即將邁入一個新的時代。未來期待著這一創新成果能夠早日轉化為實際應用，為構建清潔、高效、可持續的能源體系注入強大動力。
素材來源：科技日報
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