新方法數秒合成各種鋰電池正極材料

隨著鋰離子電池的廣泛應用，其正極材料性能和價格佔據著鋰離子電池核心地位，天津大學教授陳亞楠等研究人員日前發現了一種可以在數秒內合成正極材料的高溫熱衝擊策略。研究團隊通過高溫熱衝擊策略合成了包括錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等材料在內的幾種典型正極材料。該發現為高性能低成本正極材料的高效合成開闢了一條新的途徑，相關研究成果于近日發表國際期刊《先進材料》上。

相對於傳統的正極材料合成方法採用的3—5攝氏度/分鐘的低升溫速率，高溫熱衝擊策略則實現了10000攝氏度/分鐘的超高升溫速率。由於升溫速率低，傳統方法合成正極材料往往需要數小時甚至數十小時的反應時間。該高溫熱衝擊策略的超高升溫速率則可以在數秒鐘內就合成正極材料。

此外，高溫熱衝擊策略在反應過程中還形成了氧空位和小顆粒的形貌，這些又使得新合成的正極材料表現出了優異的電池性能。以使用高溫熱衝擊技術合成的鈷酸鋰正極材料為例，該材料在300次電池迴圈充放電後，仍展示了84.6%的能量密度穩定性；同時，該材料還表現出較好的快充性能，數分鐘即可給手機或平板電腦充滿電。作為一種通用的方法，該高溫熱衝擊技術可以實現一系列高性能鋰離子電池正極材料的高效率製造。