釜庆大学 Ko Minseong 教授提出下一代电池正极材料合成方法
国立釜庆大学金属工学专业的Ko Minseong教授研究团队提出了一种用于二次电池等下一代电池所采用的高镍三元“LiNixCoyM1-x-yO2(M=Mn or Al, x≥0.8)”正极材料的新型合成方法。
研究团队公布了一种新的干法合成工艺，对于镍含量为80%的高镍正极材料NCM（镍·钴·锰），在无需进行前驱体合成中必不可少的共沉淀工序的情况下，仅通过一次热处理就能制备出单晶正极材料。
高镍正极材料因可实现高容量且价格具有优势，作为下一代活性物质而备受电池产业关注，但由于其呈现为由纳米级颗粒球形团聚而成的多晶形态，在充放电过程中颗粒内部会形成微裂纹，导致寿命特性急剧下降。
目前，关于将高镍正极材料由多晶形态合成为单晶形态的多项研究正在进行中，但据悉，在单晶合成的情况下，各元素分布不均且晶体结构难以稳定，因此性能实现存在困难。
为解决这一问题，Ko教授研究团队开发了名为“PAMD（Pelletization-assisted mechanical densification，造粒辅助机械致密化）”的新工艺，以提高元素扩散和晶粒生长速度。
其结果显示，单晶正极材料内部各元素分布均匀，晶体结构得到稳定。同时，通过抑制微裂纹的形成，即使经过100次充放电，其寿命特性也比传统多晶正极材料提升了18%。
Ko Minseong教授表示：“应用这一新开发工艺生产的高容量下一代正极材料有望降低单位成本，并且不仅可用于锂二次电池，也有望应用于全固态电池。”
本研究在韩国研究财团的资助下完成，并于今年4月发表在材料与能源领域的国际学术期刊（影响因子13.599）上。
本次研究由釜庆大学的Ko Minseong教授和Chae Sujong教授、麻省理工学院（MIT）的Yoon Moonsoo博士以及Hwang Jaeseong博士（UNIST毕业）等人共同参与。
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