日本研究人员研发出新型锰基锂电池，能量密度高达 820Wh/kg

IT之家 8 月 27 日消息，日本横滨国立大学的研究人员展示了一种有望取代镍钴电池的新型电动汽车电池。该电池使用锰作为负极材料，具有高能量密度、低成本和可持续性等优点。

传统上，电动汽车制造商更青睐镍钴电池，因为它们具有更高的能量密度，可以提供更长的续航里程。然而，镍钴资源稀缺且价格昂贵，随着电动汽车的普及，这些电池将变得不可持续。

据IT之家了解，虽然锂离子电池是目前大多数电子设备的首选可充电电池，但其较低的能量密度限制了其在电动汽车中的应用。为了提高锂离子电池的性能，研究人员一直在不断探索新的材料和技术。

锰基锂电池，如 LiMnO2，也被广泛研究。然而，由于其电极性能较差，实际应用受到限制。日本横滨国立大学的研究人员在最近的研究中解决了这个问题。

研究人员通过 X 射线衍射、扫描电子显微镜和电化学方法对 LiMnO2 的各种形式进行了深入研究，发现单斜晶系层状结构可以促进 LiMnO2 向尖晶石相的结构转变。LiMnO2 的相变可以提高电极材料的性能。如果没有相变，LiMnO2 电极的性能将低于最佳水平。

研究人员 Yabuuchi Naoaki 在新闻稿中表示：“根据这一发现，我们使用简单的固态反应直接合成了具有单斜晶系层状结构和高表面积的纳米结构 LiMnO2。”该反应没有中间步骤，可以直接从两种组分通过煅烧过程合成。

测试结果显示，使用 LiMnO2 电极的电池能量密度达到了 820 瓦时 / 千克（Wh/kg），而镍基电池的能量密度为 750 Wh/kg，锂基电池的能量密度更低，只有 500 Wh/kg。

以往使用锰的研究报告称，电池会出现电压衰减，即电压输出随着时间的推移而下降，从而降低电子设备的性能。然而，研究人员在使用 LiMnO2 电极的电池中没有观察到这种现象。

仍然可能发生锰溶解问题，研究人员计划使用高浓度电解质溶液和磷酸锂涂层来解决这个问题。

研究人员相信，他们的研究成果为开发一种与现有产品竞争、生产可持续且环保的新型电池做出了贡献。他们期待将其技术商业化，并在电动汽车行业中应用。

此研究结果发表在《ACS Central Science》杂志上。

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