突破性進展！科學家解決高鎳陰極殘鋰難題 電動車電池技術再升級

韓國能源研究所的科研團隊在《Journal of Materials Chemistry A》發表重要研究成果，成功破解高鎳陰極材料中殘留鋰化合物的分佈難題，並提出革命性的材料設計策略。這項突破將大幅降低電池中的殘鋰含量，為下一代電動車電池發展鋪平道路。

高鎳陰極材料是電動車鋰離子電池的核心元件，當鎳含量提升至80%時，電池能量密度隨之增加，使電動車續航力顯著提升。然而，鎳含量增加卻會導致陰極材料表面形成過多殘鋰化合物，引發電極漿料「膠化」現象，使活性材料顆粒分佈不均，電極元件間的黏著力下降約20%，嚴重影響電池效能。

過去業界普遍認為殘鋰僅存在於陰極顆粒表面，因此採用蒸餾水清洗或外部塗層技術來處理。但韓國研究團隊首度發現，殘鋰不僅存在表面，更存在於高鎳陰極材料的內部顆粒之間，這項發現徹底顛覆了傳統認知。

研究團隊運用高解析電子顯微鏡、氮吸附分析和電子能量損失譜等尖端技術，詳細分析陰極材料結構。結果顯示，殘鋰化合物以結晶形式存在於顆粒間的晶界孔隙中，這正是導致電池效能衰退的主因之一。

基於此發現，團隊提出採用單晶結構高鎳陰極材料的創新方案。由於單晶結構幾乎沒有初級顆粒間的晶界，能有效防止顆粒間隙形成，從根本上消除殘鋰化合物結晶的空間。實驗證明，這種新型材料可將殘鋰含量降低達54%，使業界達成將殘鋰控制在2,000ppm以下的目標更進一步。

主導研究的Jin博士和Cha博士表示：「這項研究首次深入分析陰極顆粒內部結構中的殘鋰問題，超越了傳統的表面處理思維。它代表著理解高鎳陰極結構穩定性和效能衰退機制的關鍵轉折點。」他們強調，這些發現應用於陰極材料設計和製程後，將對高能量密度鋰離子電池的開發與商業化產生重大影響。

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