爱达荷州国家实验室发现NMC811(80%镍、10%锰、10

电动悟空摘录 采用高镍层氧化物正极材料，或使电动汽车电池充电更快、更长、更耐用。据外国媒体报道，爱达荷州国家实验室（Idaho National Laboratory）领导的研究团队发现，由一种富镍材料制成的NMC811(80%镍、10%锰、10%钴)具有更长的正极寿命和更好的性能。NMC811不是一种独特的新化学物质，但能提供更好的性能，关键在于了解其属性。

(图片来源:爱达荷州国家实验室)

目前，电池行业已逐渐转向镍含量较高的正极，因此需要全面了解材料在极快充电过程中的降解过程。

该团队详细描述了NMC811在不同快速充电条件下的老化行为，最极端的情况相当于行驶超过20万英里。研究人员将NMC811的性能与NMC532（50%镍、30%锰和20%钴）进行了比较。NMC532是五年前开始这项研究时使用更广泛的电池材料。

在不同的快速充电速率下，该团队使用一系列电化学技术来评估35%到100%之间的电池电池。研究重点是故障机制，包括如何在循环过程中机械断裂颗粒。为了了解不同循环条件下的破裂程度，研究人员使用先进的扫描电子显微镜技术来检测颗粒结构。

与这两种正极材料相比，令研究人员惊讶的是，NMC811表现出更严重的表面降解，但其循环寿命优于NMC532。该团队认为，这是因为NMC811中的分子排列可以创建更自由的锂离子方式。NMC811还具有比NMC532更高的导电性和离子导电性，使电池在重复使用过程中能够容纳更高的电荷。

此外，NMC811显示出缓慢的阻抗增长。阻抗是衡量内阻的一种方法，非常重要。由于高电阻会导致电池加热，降低电压，降低电池容量，直到无法使用。低阻抗电池可根据需要提供高电流。

一般来说，NMC811表现出更高的比能(一个电池在放电循环中获得的电能除以单个电池的质量)，比低镍含量材料具有更好的导电性。此外，钴数量有限，成本高，NMC811钴含量低，可降低成本。Tanvir Tanim说：“一些汽车制造商已经开始在正极使用NMC811。因此，这项研究尤为重要。”

研究人员指出，未来工作的重点是晶粒取向和结构对单颗粒性能的复杂影响。简而言之，该团队得出结论，NMC811正极可能是电动汽车电池10-15分钟充电的更好选择。”NMC811有助于更灵活地优化电池，以提供高能量和功率。”