《晶體成長(zhǎng)與設(shè)計(jì)》雜志新發(fā)表的一篇文章對(duì)最初的研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了概述,文章名為“磷酸鐵鋰納米結(jié)構(gòu)的溶劑熱合成、發(fā)展及性能”。

凱瑟魯斯的仿生學(xué)和納米材料實(shí)驗(yàn)室的研究員開(kāi)始集中精力研究電池的一種材料組件—陰極,借此提高鋰離子電池的效率。

磷酸鐵鋰是陰極的一種,因其低成本、低毒、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而被用于電動(dòng)車(chē)。然而,由于其導(dǎo)電性和鋰離子移動(dòng)性較差,因而商業(yè)潛力十分有限。一些合成方法通過(guò)控制粒子的成長(zhǎng),來(lái)克服這些不足。然而,凱瑟魯斯及其團(tuán)隊(duì)采用溶劑熱合成法,將反應(yīng)物置入類(lèi)似于高壓鍋的容器中,在高壓下進(jìn)行加熱。

凱瑟魯斯及其團(tuán)隊(duì)使用混合溶劑來(lái)控制粒子的大小、形狀和結(jié)晶度,然后嚴(yán)密監(jiān)控如何形成磷酸鐵鋰。如此一來(lái),他們就能夠確定所形成的納米結(jié)構(gòu)及其在電池中的性能之間的聯(lián)系。

一般情況下,磷酸鐵鋰的形狀控制粒子中的納米晶體厚度,相當(dāng)于人類(lèi)一根頭發(fā)的1/5000。通過(guò)對(duì)納米晶體的控制,凱瑟魯斯團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)需要更多功率的電池有可能問(wèn)世。

這些粒子的尺寸和形狀可被調(diào)整,為鋰離子傳輸提供了更多插入點(diǎn)和更短的路徑長(zhǎng)度,因此提高了電池的效率。凱瑟魯斯及其團(tuán)隊(duì)正著手改善過(guò)程,這不僅可以提高性能,降低成本,而且也可以大范圍采用。