日本東京大學(xué)近日發(fā)表新聞公報(bào)說，其研究人員在實(shí)驗(yàn)中通過優(yōu)化電解液設(shè)計(jì)同時(shí)抑制電池電解液和電極引發(fā)的副反應(yīng)，在不使用鈷的情況下，成功令高能量密度的鋰離子電池實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定充放電約1000次。

據(jù)東京大學(xué)研究生院20日發(fā)布的新聞公報(bào)，鈷是提高鋰離子電池正極穩(wěn)定性和功能性的重要材料，但鈷是一種稀有金屬，不僅價(jià)格高，還存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)較高等不確定性因素。因此研究人員長(zhǎng)期以來都致力于找到能降低甚至去除鋰離子電池中鈷需求的方法。

目前研究人員開發(fā)中的新材料里面，鎳錳酸鋰是較有前景的鋰離子電池正極材料，與鈷酸鋰正極材料相比，其輸出電壓高、成本低、環(huán)境友好。

公報(bào)說，該院工學(xué)系教授山田淳夫等人研發(fā)了一種新的電解液，使鎳錳酸鋰電池正負(fù)極的反應(yīng)電位都處于不超過電解液電位窗上限的范圍內(nèi)。同時(shí)使負(fù)極表面形成來自鋰鹽的堅(jiān)固保護(hù)膜，克服了硅氧化物負(fù)極伴隨充放電的大幅體積變化導(dǎo)致的電極表面保護(hù)膜剝離、負(fù)極龜裂等問題。

公報(bào)稱，新設(shè)計(jì)還有效抑制了電解液和電極引發(fā)的副反應(yīng)，使這種不使用鈷的鋰離子電池能量密度達(dá)到原先的1.6倍。在實(shí)驗(yàn)中，這種電池在實(shí)用水平成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作，即穩(wěn)定充放電約1000次，與初期容量相比達(dá)到80%的容量比率。

新方案同時(shí)消除了鋰離子電池工作電壓的限制，拓展了今后蓄電池開發(fā)的方向。

本次成果已發(fā)表在新一期《自然?可持續(xù)發(fā)展》雜志。

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