東京大學的研究人員近日在實驗中取得了重大突破，他們成功研發(fā)出一種新型鋰離子電池，其特點是能夠在不使用鈷的情況下實現穩(wěn)定充放電約1000次。這一成果被發(fā)表在新一期《自然·可持續(xù)發(fā)展》雜志上。
鈷是一種稀有金屬，價格高昂，且存在環(huán)境污染等不確定性因素。因此，研究人員長期以來一直致力于尋找降低或去除鋰離子電池中鈷需求的方法。目前，一種較有前景的正極材料是鎳錳酸鋰，這種材料具有高輸出電壓、低成本和環(huán)境友好的特點。
為了克服現有技術的不足，東京大學的研究團隊開發(fā)了一種新的電解液。這種電解液可以使鎳錳酸鋰電池正負極的反應電位都處于不超過電解液電位窗上限的范圍內。同時，它還能在負極表面形成來自鋰鹽的堅固保護膜，克服了硅氧化物負極伴隨充放電的大幅體積變化導致的電極表面保護膜剝離、負極龜裂等問題。
該研究團隊的新設計還成功抑制了電解液和電極引發(fā)的副反應，使這種不使用鈷的鋰離子電池能量密度達到原先的1.6倍。在實驗中，這種電池在實用水平上成功實現了穩(wěn)定工作，即穩(wěn)定充放電約1000次，與初期容量相比達到80%的容量比率。這一成果是東京大學研究人員在不使用鈷的情況下，成功研發(fā)出高能量密度的鋰離子電池并實現穩(wěn)定充放電的關鍵突破。
這一新方案不僅消除了鋰離子電池工作電壓的限制，還拓展了今后蓄電池開發(fā)的方向。這一重要突破將有望推動電動汽車、電子產品等領域的發(fā)展，降低對稀缺資源的依賴，并減少環(huán)境污染。未來，我們期待這種新型鋰離子電池能夠早日實現商業(yè)化應用。
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