据外媒报道，由广东工业大学研罗冬和刘晨宇领导的究团队在锂离子电池技术上取得重大进展，相关研究发表在期刊《能源材料与器件（Energy Materials and Devices）》上。
（图片来源：能源材料与器件）
随着人们对储能设备和电动汽车的需求不断增长，锂离子电池必须以更低的成本提供更高的能量密度。传统阴极材料（如LiFePO4和Li-Ni-Co-Mn-O等）使用广泛，但往往难以在成本和性能之间取得平衡。相比之下，富锂锰氧化物（LRMO）具有高容量和无钴特性，由此成为富有前景的替代品。然而，LRMO也存在一些局限性，包括电压快速衰减和初始库仑效率低，使其广泛应用受到影响。因此，研究人员需要深入探讨以解决这些挑战，并稳定LRMO以用于更广泛的商业用途。
这项研究表明，将NH4VO3应用于富锂阴极材料可形成钒掺杂尖晶石层状结构，从而提高电压稳定性和初始库仑效率。这种改进方法简单而有效，标志着高能锂离子电池性能和可持续性方面的重大进展。
这项研究解决了LRMO阴极中存在的两个长期挑战，即电压衰减快和初始NH4VO3低，从而形成了钒（V）掺杂尖晶石层状结构。这种创新设计通过增强锂离子扩散和减少表面界面反应，可以稳定氧氧化还原过程。有趣的是，初始库仑效率（ICE）从74.4%增加到91.6%，超过了商业化门槛。随着效率大幅提升，阴极也表现出卓越的电压稳定性，在200次循环过程中，每次循环仅衰减0.47 mV。
这种改进要归功于强劲的V-O键，它可以增强材料的结构稳定性，并抑制不可逆的氧释放。这项研究提出了一种富有前景的策略，可以提高LRMO阴极的寿命和性能，使其适合高能应用。广东工业大学罗冬教授表示：“这项研究成果为解决富锂阴极中库仑效率低和电压衰减的持续挑战提供了实用和高效的方法。通过加入钒，我们大幅提高了氧化还原稳定性和电压性能。这有助于实现下一代锂离子电池，以满足电动汽车和可再生储能等行业不断发展的能源需求。”
这种钒掺杂富锂阴极具有广阔的应用前景，包括消费电子产品、可再生能源系统和电动汽车等领域。在这些领域，电池的寿命和效率是关键因素。这种方法可以去除钴，提高稳定性和效率，不仅有望降低成本，而且可以从总体上提高电池的性能。随着这项技术的发展，最终可能实现更可持续、成本更合理的能源解决方案，加速全球实现更清洁、更高效的能源转型。
