【開云手機app】鋰電池三元層狀NMC材料研究取得進展

鋰離子電池作為一種清潔能源存儲器件，隨著其普遍應用于我們的日常生活之中，它的安全性問題也更加不受注目，比如最近屢屢再次發生的手機電池過程中發生爆炸或發生爆炸等。三元層狀材料Li(NixMnyCoz)O2(NMC)(x+y+z=1)具備較高的理論容量，不易制備，以及比較較低的價格，是目前應用于鋰離子電池尤為普遍的負極材料(如大多數手機和特斯拉電動汽車所使用的負極材料)，也是北京大學深圳研究生院新材料學院協同深圳企業正在積極開展的國家電動汽車動力電池根本性創意工程的關鍵負極材料。但是其安全性性能較好，當過充或加熱時更容易引起結構毀壞或熱力學，從晶格獲釋氧氣，與有機電解液認識后更容易起火燃燒，相當嚴重的會引起發生爆炸。

這也淪為其應用于電動汽車動力電池的眾多挑戰。理論計算出來和實驗測量獲得三元層狀材料電池(干鋰)過程中接續巰基溫度的變化　　北京大學深圳研究生院新材料學院潘鋒教授團隊，對鋰電池三元層狀NMC材料積極開展了系統研究，對鋰的蔓延機理及高低溫的性能積極開展了系統的研究(J.Am.Chem.Soc.，2015，137(26)，pp8364)，并找到NMC622具備最差的高低溫的性能(AdvancedEnergyMaterials2015，DOI：10.1002/aenm.201501309)。最近他們通過第一性原理計算出來和實驗檢驗，找到三元層狀負極材料的穩定性與晶格結構中最不穩定的氧有關，而氧的穩定性又由其基本的配位單元要求(TM(Ni，Mn，Co)3-O-Li3-x：每個氧和過渡性金屬層中的三個過渡性金屬離子配位，同時和鋰層中的0到3個鋰離子配位)。

通過此模型，他們系統地說明了了層狀材料中鋰的含量、過渡性金屬元素的含量及價態、Ni/Li反位缺失等因素對氧穩定性的調控。這將為今后三元層狀材料鋰離子電池穩定性的優化獲取最重要線索和理論指導。上述研究成果以全文形式公開發表于國際知名期刊《美國化學會志》(J.Am.Chem.Soc.，2016，138，13326，13334)上。

　　新材料學院特聘研究員鄭家新的、2014級博士研究生劉同超、碩士研究生胡宗祥為以上工作的聯合第一作者，潘鋒教授為通訊作者。合作單位還包括美國阿貢國家實驗室，西北太平洋國家實驗室，深圳天驕、沃特瑪等鋰離子電池企業。以上工作獲得了國家材料基因組根本性專項、廣東省創意團隊、深圳市科技創新委基金的資助。

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