Điện cực có công suất cao và dung lượng lớn cho pin lithium có thể sạc lại

American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 311 Số 5763 - Trang 977-980 - 2006
Kisuk Kang1,2, Ying Shirley Meng1,2, Julien Bréger1,2, Clare P. Grey1,2, Gerbrand Ceder1,2
1Center for Materials Science and Engineering and Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA.
2Department of Chemistry, State University of New York, Stony Brook, NY 11794–3400, USA.

Tóm tắt

Các ứng dụng mới như xe điện hỗn hợp và dự phòng nguồn điện yêu cầu pin có thể sạc lại kết hợp mật độ năng lượng cao với khả năng sạc và xả nhanh. Sử dụng mô hình tính toán từ đầu, chúng tôi xác định các chiến lược hữu ích để thiết kế các điện cực pin có tốc độ cao hơn và đã kiểm định chúng trên lithium niken mangan oxide [Li(Ni 0.5 Mn 0.5 )O 2 ], một vật liệu an toàn, giá rẻ nhưng được cho là có khả năng tốc độ kém. Bằng cách thay đổi cấu trúc tinh thể của nó, chúng tôi đã đạt được khả năng tốc độ cao đáng kinh ngạc, đáng kể hơn rất nhiều so với lithium coban oxide (LiCoO 2 ), vật liệu điện cực pin được lựa chọn hiện nay.

Từ khóa

#Đặc điểm kỹ thuật #Pin lithium #Xe điện hỗn hợp #Chất liệu điện cực #Tốc độ sạc và xả cao #Cấu trúc tinh thể #Tính năng cao.

Tài liệu tham khảo

10.1126/science.192.4244.1126

A. Van der Ven, G. Ceder, Electrochem. Solid-State Lett.3, 301 (2000).

A. Van der Ven, G. Ceder, J. Power Sources97-98, 529 (2001).

T. Ohzuku, Y. Makimura, Chem. Lett. (Jpn.)8, 744 (2001).

Z. Lu, D. D. MacNeil, J. R. Dahn, Electrochem. Solid-State Lett.4, A191 (2001).

J. Reed, G. Ceder, Electrochem. Solid-State Lett.5, A145 (2002).

J. M. Paulsen, J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc.147, 2478 (2000).

M. M. Thackeray, Prog. Solid State Chem.25, 1 (1997).

Y. Makimura, T. Ohzuku, J. Power Sources119-121, 156 (2003).

Z. Lu, L. Y. Beaulieu, R. A. Donaberger, C. L. Thomas, J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc.149, A778 (2002).

C. Delmas et al., J. Power Sources68, 120 (1997).

M. S. Whittingham U.S. Pat. 4 007 055 (1975).

E. J. Wu, P. D. Tepesch, G. Ceder, Philos. Mag. B77, 1039 (1998).

A. R. Armstrong, P. G. Bruce, Nature381, 499 (1996).

C. Delmas, J. J. Braconnier, A. Maazaz, P. Hagenmuleer, Rev. Chimie Minérale19, 343 (1982).

K. Kang et al., Chem. Mater.15, 4503 (2003).

Materials and methods are available as supporting material on Science Online.

Y. S. Meng et al., Chem. Mater.17, 2386 (2005).

H. Kobayashi et al., J. Mater. Chem.13, 590 (2003).

W. S. Yoon et al., Electrochem. Solid-State Lett.5, A263 (2002).

C. P. Grey, W. S. Yoon, J. Reed, G. Ceder, Electrochem. Solid-State Lett.7, A290 (2004).

C. Delmas et al., Int. J. Inorg. Mater.1, 11 (1999).

Z. Lu, D. D. MacNeil, J. R. Dahn, Electrochem. Solid-State Lett.4, A200 (2001).

T. Ohzuku, Y. Makimura, Chem. Lett. (Jpn.)7, 642 (2001).

J. Jiang, K. W. Eberman, L. J. Krause, J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc.152, A1879 (2005).

The authors would like to thank Y. Shao-Horn for valuable discussion. This work was supported by the Materials Research Science and Engineering Centers program of the National Science Foundation under award DMR 02-13282 and by the Assistant Secretary for Energy Efficiency and Renewable Energy Office of FreedomCAR and Vehicle Technologies of the U.S. Department of Energy under contract DE-AC03-76SF00098 subcontracts 6517748 and 6517749 with the Lawrence Berkeley National Laboratory.

Thông tin
Thông tin xuất bản

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Tập 311 Số 5763

977-980

Thông tin tác giả