НФА — новый класс безкобальтовых катодов

NFA может вскоре присоединиться к LNMO и LFMP в качестве многообещающего химического катода без кобальта для аккумуляторов электромобилей.

Основные моменты

• Представляем новый класс безкобальтовых многослойных катодов с высоким содержанием никеля (LiNixFeyAlzO2).
• Наши катодные порошки, не содержащие кобальта, были синтезированы с использованием процесса соосаждения.
• Наши катоды без кобальта обеспечивают высокую емкость ~190 мА·ч/г при 0,1°C.
• Мы также изготовили литий-ионный аккумулятор емкостью 0,5 Ач (C/3) без содержания кобальта.
• Безкобальтовый аккумулятор обеспечивает хорошую емкость и цикличность.

Исследователи Окриджской национальной лаборатории разработали новое семейство катодов, способных заменить дорогостоящие катоды на основе кобальта, которые обычно используются в современных литий-ионных батареях, питающих электромобили и бытовую электронику.

Новый класс под названием NFA, который обозначает катод на основе никеля, железа и алюминия, является производным никелата лития и может использоваться для изготовления положительного электрода литий-ионной батареи. Эти новые катоды предназначены для быстрой зарядки, энергоемкости, экономичности и долговечности. .

С ростом производства портативной электроники и электромобилей во всем мире литий-ионные аккумуляторы пользуются большим спросом. По словам Илиаса Белхаруака, ученого ORNL, возглавляющего исследования и разработки NFA, ожидается, что к 2030 году на дорогах будет более 100 миллионов электромобилей. Кобальт — это металл, необходимый в настоящее время для катода, который составляет значительную часть литий-ионного стоимость батареи.

Хотя исследования класса NFA находятся на ранней стадии, Белхаруак сказал, что предварительные результаты его команды на сегодняшний день показывают, что кобальт может не понадобиться для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.

NFA (катод на основе никеля, железа и алюминия) все еще находится на ранней стадии разработки. В настоящее время плотность энергии хорошая, но срок службы по-прежнему очень низкий:после 100 циклов сохраняется только 88 % емкости, а после 200 циклов — 72 %.

Но не волнуйтесь, на этом начальном этапе разработки следует ожидать плохой срок службы. Всего несколько лет назад первые батареи NCM 811, разработанные в лаборатории, также имели очень низкий срок службы, но теперь технология массового производства имеет EOL (конец срока службы), который уже превышает 1000 циклов.

В любом случае, еще неизвестно, будет ли эта новая химия катода без кобальта когда-либо принята крупным производителем аккумуляторных элементов.

В то время как китайский гигант CATL уже производит безкобальтовые аккумуляторы LFP, корейские и японские производители аккумуляторных элементов все еще не решили, какой химический состав аккумуляторов без кобальта использовать. Я предполагаю, что это будет LNMO, но посмотрим…