東芝開發出無鈷新型鋰離子電池可在5分鐘內充電至80%
日本東芝公司宣布,開發了不含金屬鈷的鋰離子電池,可以顯著抑制電池副反應產生的氣體,從而提升電池性能。在測試中,新型電池可在5分鐘內充電80%,東芝表示將爭取2028年商業化。該公司表示,這種新型電池的應用範圍很廣,從普通的電動工具到電動車都可以使用。
鈷和鎳被廣泛用作鋰離子電池正極材料的組成部分,然而,鈷是一種稀有金屬,在成本穩定性和供應鏈可靠性方面存在潛在問題。而東芝的新型鋰離子電池不含鈷,含鎳較少,在成本和資源節約方面是一種優越的解決方案。
在鋰離子電池中使用5V級高電位正極材料將提高電池電壓和功率性能,但它也有一些缺陷:分解產物會催化電解液中溶劑分解,也會產生降低電池性能的氣體的副反應。而東芝聲稱,其新型鋰離子電池可顯著改善這些問題。
東芝表示,這款新電池的特點包括支援超快速充電,可在5分鐘內充電至80%,以及長壽命,即使在攝氏60度高溫下充放電100次循環後,容量保持率仍高達99.2%。
作為鋰離子電池的主要市場之一,汽車產業正在探索高壓快充技術,已解決用戶的「充電焦慮」和「里程焦慮」。且高電壓電池將減少電池模組所需的電池堆數量,並降低成本。
東芝的研究發現,電解液在高電位正極材料表面分解並產生氣體,並導致金屬成分溶解並沉積在負極表面。該公司利用這些發現開發了一種技術,有效抑制正極材料與電解液的反應。
該公司還開發了一項技術,可以限制負極表面失活鋰離子的轉移,以改善電池的性能和壽命。透過這些技術的結合,即使使用傳統的高導電性電解液,也成功抑制了氣體生成。
東芝研究開發中心奈米材料前沿研究實驗室高級研究員Yasuhiro Harada表示:「為了將該技術部署到汽車用途,我們需要增加容量才能實現這一目標。為了把電池做得更大,我們還需要大量的驗證,我們認為應該從技術障礙較低的領域開始,然後瞄準技術障礙較高的汽車應用。關於車載電池的商業化,我們會考慮技術進步,並與電池部門協商,驗證目標是否正確。如果有任何製造商,包括汽車製造商感興趣,我們會一起前進。”