新工藝|TUM用微波合成技術生產電動汽車電池材料

2017-10-24 11:49:22 電池中國網　點擊量：評論 (0)

據(jù)外媒報道，慕尼黑工業(yè)大學(Technical Universityof Munich，TUM)研發(fā)了一項新工藝，用于生產高壓陰極材料磷酸鈷鋰(lithium cobalt phosphate)，使其生產更為快捷、方便，且價格便宜、品質最優(yōu)，進一步提升

據(jù)外媒報道，慕尼黑工業(yè)大學(Technical Universityof Munich，TUM)研發(fā)了一項新工藝，用于生產高壓陰極材料磷酸鈷鋰(lithium cobalt phosphate)，使其生產更為快捷、方便，且價格便宜、品質最優(yōu)，進一步提升了電動汽車車載電池的性能。

電池研究人員認為，磷酸鈷鋰被認為是未來的電池材料，其操作電壓比當前采用的磷酸鋰鐵(lithium-iron phosphate)要高，其能量密度也較高，達到800瓦時/千克。相較于早前普遍達到的600瓦時/千克，該材料的能量密度取得了大幅提升。

然而，截止至目前，這款頗具前景的陰極材料產量很少，屬于能源密集型產品，其生產效能并不高：必須要達到900℃的極高溫度。此外，在這高溫條件下，其結晶尺寸也各有不同。在第二步生產操作中，還需將其磨成納米晶體粉末(nanocrystalline powder)，盡管該流程非常耗能，但其生產也并全是缺點：其顆粒離子導電性(sufficiention ic conductivity)強，導電方向相同，電池電極材料與電解質間的化學反應相對較緩。

TUM研究員Jennifer Ludwig博士研發(fā)了微波合成法(microwave synthesis)，可一舉解決上述所有問題：只需使用一個小型微波爐，再耗費0.5小時，就能生產出高純度的磷酸鈷鋰。首先，將溶劑放入聚四氟乙烯(Teflon)容器內，加入試劑后用微波爐加熱。微波爐的功率無需太高，只要600瓦就夠用了，所需的反應溫度在250℃，在該條件下可觸發(fā)結晶反應。

在這項試驗中，她還解決另一項難題：當反應溫度超過200℃且處于高壓狀態(tài)下，通常難以獲得理想的磷酸鈷鋰，有時會生成不明的復合型氫氧化鈷磷酸氫鹽(cobalt hydroxide hydrogen phosphate)。JenniferLudwig闡明了反應機理，分離出化合物，并確定其結構及特性。由于新的化合物不適合作為電池材料，她修改了該反應條件，從而只生成其所需的磷酸鈷鋰。

JenniferLudwig的研究工作獲得了寶馬的支持，她與勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL)、斯坦福同步加速器輻射光源(Stanford Synotron Radiation Lightsource，SSRL)及Walther-Mei?ner-Institut(WMI)共同開展該項研究合作。

原標題:TUM用微波合成技術生產電動車電池材料