美国"科学家为电"动？汽车开发出更、安全高能量的镍基电池

由于镍的不稳定性，人们对其安全性、热稳定性和循环寿命提出了质疑。

随着汽车行业对电动汽车需求的不断增长，人们开始关注材料对电池技术的重要性。

由于镍的丰富和优于钴的特性，一种常见的替代品镍正引起越来越多的关注。

由于镍增加了能量密度，汽车一次充电可以行驶得更远，这对制造商和消费者都很有吸引力。

更安全的高能镍电池

然而，不能忽视镍基电池的困难。

由于镍的不稳定性，人们对其安全性、热稳定性和循环寿命提出了质疑。

为了解决这些问题，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开始了一项全面的研究，重点是对电池运行至关重要的镍基阴极。

Arumugam Manthiram是沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所的教授，他是参与这项研究的主要研究人员之一，这项研究最近发表在《自然能源》杂志上。

“高镍阴极有可能通过提供更长的行驶里程来彻底改变电动汽车市场，”Manthiram说。“我们的研究对它们的热稳定性进行了细致的分析，这对开发更安全的电池至关重要。”

研究小组进行了广泛的评估，对15种高镍阴极材料进行了500多次测量。

为每一种阴极材料找到一个能创造安全工作极限的临界电荷水平是他们研究的一个关键发现。这个阈值取决于几个变量，如表面反应性和金属-氧键的强度。

电池材料在接近临界电荷水平时表现出不稳定性。

如果不控制这些不稳定性，它们可能会导致热失控，这是一种危险的情况，在这种情况下，随着温度的升高，电池的温度会进一步升高，导致能量释放。

由于这种现象，制造商和消费者越来越关注安全，大大增加了电池故障和火灾的风险。

保证安全而不牺牲速度

研究人员创造了一个热稳定性等级来减少这些危险。

该指标测量几种材料在接近热失控的情况下的行为。

阴极的组成、晶体尺寸、镍浓度和表面化学性质是影响其热稳定性的重要因素。

这一发现对电动汽车技术有着深远的影响。

随着世界范围内清洁能源的发展，电池的效率和安全性变得至关重要。

这项研究提供了一个重要的框架，可以指导制造商改进他们的电池设计，同时保持与镍相关的高能量密度的好处。

参与该项目的研究助理Zehao Cui表示：“我们的工作为行业提供了一个路线图，确保这些阴极的高能量密度不会以安全为代价。”

未来，科学家们打算深入探索这些镍基阴极和电解质之间的联系，这是电池技术的另一个重要组成部分。

携带电荷的离子通过电解质更容易在电池中流动，而电解质通常是液态的。

提高电池性能和安全性需要可靠和安全的电解质-阴极相互作用。

电池技术的发展，就像这项研究所推动的那样，将对汽车行业的持续电气化以及电动汽车对各地消费者的可行性和安全性至关重要。

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（内容来源：郑州日报）