KIST发现将锰尖晶石阴极电池商业化的新方法

由于锂离子电动汽车电池中镍和其他金属的价格飙升，研究人员开始尝试在不降低性能的情况下使用廉价的锰。富锰化学材料作为一种经济可持续性高、价格竞争力强、能量密度合理的正极材料备受关注。

据外媒报道，韩国科学技术院表示，洪智贤领导的能源材料研究小组找到了使用锰基尖晶石正极材料电池寿命迅速下降的原因，并提出了将锰基高能正极材料商业化的新方法。

在富锰正极材料中，尖晶石锂镍锰氧化物或LiNi0.5Mn1.5O4被认为是富镍(Ni)层状氧化物的潜在替代品。LNMO可以储存更多的能量，利用LNMO中Ni和Mn的多阳离子氧化还原反应可以获得高能量密度。

然而，由于结构和化学不稳定性，LiNi0.5Mn1.5O4在电化学循环中表现出明显的容量衰减。Hong的研究小组发现，LiNi0.5Mn1.5O4在阴极-电解质界面的电势驱动相变和分解是容量衰减的主要原因。

研究团队表示:“我们揭示了大电位变化驱动的LNMO动态表面重构，重构了镍和锰氧化还原同时用于高能量存储时LNMO的失效机制。”

LNMO表面在低电压下转化为岩盐结构，然后岩盐层的解离伴随着高电压电解质的分解。反复的界面演化导致电荷转移阻抗迅速增加，而容量随着循环而降低。

Hong的研究团队表示:“我们已经证明电解质配方是提高LNMO界面稳定性和抑制尖晶石向岩盐转变的有效策略。稳定的电化学界面使LNMO在循环性、可逆容量和功率密度方面表现优异，优于商用电解质。”

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