NFA kan snart ansluta sig till LNMO och LFMP som en lovande koboltfri katodkemi för elbilsbatterier.
Höjdpunkter
- Vi introducerar en ny klass av koboltfria, nickelrika skiktkatoder (LiNixFeyAlzO2).
- Våra koboltfria katodpulver syntetiserades med hjälp av samfällning.
- Våra koboltfria katoder levererade hög kapacitet ~190 mAh/g vid 0,1C.
- Vi har även tillverkat en 0,5 Ah (C/3) koboltfri Li-ion batteripåsecell.
- Det koboltfria batteriet levererade bra kapacitet och cykelprestanda.
Forskare från Oak Ridge National Laboratory har utvecklat en ny familj av katoder med potential att ersätta de kostsamma koboltbaserade katoder som vanligtvis finns i dagens litiumjonbatterier som driver elfordon och konsumentelektronik.
Den nya klassen som heter NFA, som står för nickel-, järn- och aluminiumbaserad katod, är ett derivat av litiumnickelat och kan användas för att göra den positiva elektroden i ett litiumjonbatteri. Dessa nya katoder är designade för att vara snabbladdning, energitäta, kostnadseffektiva och hållbara .
Med ökningen av produktionen av bärbar elektronik och elfordon över hela världen är litiumjonbatterier i hög efterfrågan. Enligt Ilias Belharouak, ORNL:s forskare som leder NFA:s forskning och utveckling, förväntas mer än 100 miljoner elfordon vara på väg till 2030. Kobolt är en metall som för närvarande behövs för katoden som utgör den betydande delen av en litiumjon batteriets kostnad.
Även om forskningen om NFA-klassen är i ett tidigt skede, sa Belharouak att hans teams preliminära resultat hittills indikerar att kobolt kanske inte behövs för nästa generations litiumjonbatterier.
NFA (nickel-, järn- och aluminiumbaserad katod) är fortfarande i ett tidigt utvecklingsstadium. Just nu är energitätheten bra men cykellivslängden är fortfarande mycket dålig, med endast 88 % kapacitet kvar efter 100 cykler och 72 % efter 200 cykler.
Men oroa dig inte, i denna inledande fas av utvecklingen är den dåliga livslängden att förvänta sig. För bara några år sedan hade de första NCM 811-batterierna som utvecklades i labbet också en mycket dålig cykellivslängd, men nu har den massproducerade tekniken en EOL (End-Of-Life) som redan överstiger 1 000 cykler.
Hur som helst, det återstår att se om denna nya koboltfria katodkemi någonsin kommer att antas av en stor battericellstillverkare.
Medan den kinesiska jätten CATL redan producerar koboltfria LFP-batterier, är koreanska och japanska battericellstillverkare fortfarande osäkra på vilken koboltfri batterikemi de ska använda. Min gissning är att det kommer att bli LNMO, men vi får se...
