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隨著鋰離子電池的廣泛應用，其正極材料性能和價格占據(jù)著鋰離子電池核心地位，天津大學教授陳亞楠等研究人員日前發(fā)現(xiàn)了一種可以在數(shù)秒內(nèi)合成正極材料的高溫熱沖擊策略。研究團隊通過高溫熱沖擊策略合成了包括錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等材料在內(nèi)的幾種典型正極材料。該發(fā)現(xiàn)為高性能低成本正極材料的高效合成開辟了一條新的途徑，相關(guān)研究成果于近日發(fā)表國際期刊《先進材料》上。

鋰離子電池目前已經(jīng)被廣泛應用于電子產(chǎn)品、電動汽車以及大型儲能系統(tǒng)。隨著市場的蓬勃發(fā)展，面向更高能量密度以及更低成本的鋰離子電池的需求迫在眉睫，具有關(guān)鍵地位的正極材料性能和價格，一直是科研人員的關(guān)注重點，目前使用的合成方法不僅能耗高而且時間長(數(shù)小時至數(shù)十小時不等)。研究團隊利用高溫熱沖擊策略將時間大大縮短。

相對于傳統(tǒng)的正極材料合成方法采用的3-5攝氏度/分鐘的低升溫速率，高溫熱沖擊策略則實現(xiàn)了10000攝氏度/分鐘的超高升溫速率。由于升溫速率低，傳統(tǒng)方法合成正極材料往往需要數(shù)小時甚至數(shù)十小時的反應時間。該高溫熱沖擊策略的超高升溫速率則可以在數(shù)秒鐘內(nèi)就合成正極材料。

此外，高溫熱沖擊策略在反應過程還形成了氧空位和小顆粒的形貌，這些又使得新合成的正極材料表現(xiàn)出了優(yōu)異的電池性能。以使用高溫熱沖擊技術(shù)合成的鈷酸鋰正極材料為例，該材料在300次電池循環(huán)充放電后，仍展示了84.6%的能量密度穩(wěn)定性;同時，該材料還表現(xiàn)出較好的快充性能，數(shù)分鐘即可給手機或平板電腦充滿電。作為一種通用的方法，該高溫熱沖擊技術(shù)可以實現(xiàn)一系列高性能鋰離子電池正極材料的高效率制造。

關(guān)鍵詞： 鋰離子電池 能量密度 低成本的 迫在眉睫