麦吉尔大学等团队研发新法,助力高性能锂离子电池材料可持续制造
2025-07-14 10:36
来源:麦吉尔大学
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麦吉尔大学研究人员携手美国斯坦福大学SLAC国家加速器实验室及韩国科学技术院(KAIST)的科研团队,共同开发出一种制造高性能锂离子电池材料的新方法。该方法聚焦于“无序岩盐”(DRX)阴极颗粒的生产,有望逐步替代镍和钴等昂贵且难以采购的金属,为锂离子电池的可持续发展开辟新道路。

DRX阴极颗粒作为一种替代电池材料,此前因尺寸和质量难以控制,导致稳定性差,难以在生产环境中广泛应用。然而,研究团队通过创新性地开发出一种无需研磨或后处理即可生产尺寸均匀、高度结晶颗粒的方法,成功解决了这一难题。

据论文通讯作者、麦吉尔大学矿业与材料工程系助理教授Jinhyuk Lee介绍,该方法能够大规模生产质量稳定的DRX阴极,这对于其在电动汽车和可再生能源存储领域的应用至关重要。研究团队设计了一种两步熔盐工艺来合成DRX颗粒,通过促进颗粒成核并限制其生长,成功生产出尺寸小于200纳米的电池可用颗粒。

在电池测试中,新材料展现出优异性能,100次充放电循环后仍能保持85%的容量,较旧方法生产的DRX颗粒性能提升一倍多。这一成果不仅提高了电池性能,还提高了大规模DRX正极生产的一致性。

该研究得到了美国电池公司Wildcat Discovery Technologies的部分支持,该公司有意将DRX技术推广至商业用途。研究团队表示,新方法不仅提高了工艺的可扩展性和能源效率,还解决了DRX阴极广泛应用的关键障碍,有望对全球电池需求产生巨大连锁反应。

麦吉尔大学材料工程系博士生霍达·艾哈迈德(Hoda Ahmed)作为论文第一作者表示,研究成果的接受凸显了该方法的基本见解和工业潜力,将推动该领域向可扩展制造方向发展。

目前,相关研究成果已发表在《自然通讯》杂志上,题为《无序岩盐锂离子阴极材料的成核促进和生长限制合成》。该研究由Hoda Ahmed、Moohyun Woo、Raynald Gauvin、George Demopoulos、Jinhyuk Lee及其同事共同完成,为下一代锂离子电池的可持续、经济实惠且大规模生产打开了大门。

更多信息: Hoda Ahmed 等人,《无序岩盐锂离子正极材料的成核促进和生长限制合成》,《自然通讯》(2025)。

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