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NEC开发出高电压长寿命锂离子充电电池,采用Ni-Mn类材料将能量密度提高30%
http://cn.newmaker.com 10/11/2012 9:54:00 AM  日经BP社
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电池, 碱性电池, 锂离子电池, 纽扣电池, 太阳能电池, ...
NEC于2012年10月9日宣布,该公司通过组合使用可利用尖晶石(Spinel)型正极材料实现高电压化的Ni-Mn类正极材料以及可耐高压的电解液,开发出了高电压、长寿命的锂离子充电电池。该公司于10月9日在2012年10月7~12日于美国夏威夷举行的电化学国际学会“PRiME2012”上,发布了这一成果。

此次开发的正极材料是将尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)的一部分置换成镍(Ni)的Li(Ni0.5Mn1.5)O4,可利用镍的价态变化实现高电压化。将开发的正极材料与石墨组合使用时,平均工作电压为4.5V,与LiMn2O4相比可将电压提高0.7V左右。据悉,最终单元的能量密度可由原来的约150Wh/kg提高约30%,达到200Wh/kg以上。

不过,如果在此次开发的正极材料中组合使用原来的碳酸酯(PC)类电解液,电压会过高,导致电解液产生氧化分解。因此,NEC开发出了新的氟化溶剂。据介绍,由此可以抑制正极材料和电解液界面产生的氧化分解,在20℃温度下经过500次充放电循环试验后,仍可维持初期容量的约80%。而且,在45℃高温下进行上述试验后,仍确保了约60%的容量维持率。这实现了与原来锂离子充电电池同等的寿命特性。关于单元的膨胀,由于可以抑制单元内部的气体生成,因此45℃高温循环试验后的电池膨胀率从原来的2倍以上降至约10%。

在新一代锂离子充电电池的开发中,正极材料中几乎没有比容量较高的候选材料,存在通过加大工作电压来提高能量密度的趋势,可抵抗高电压的电解液开发也越来越活跃。(记者:狩集 浩志,《日经电子》)

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