純電動汽車（EV）向鋰離子電池（LIB）提出了提高能量密度的要求。有可能將鋰離子電池的質(zhì)量能量密度提高到“LEAF”（聆風(fēng)）等現(xiàn)有EV用LIB的6倍以上的新型候補正極材料已經(jīng)問世，那就是日本東京電機大學(xué)工學(xué)系環(huán)境化學(xué)科副教授藪內(nèi)直明領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)小組成功合成的摻錳鈮酸鋰（Li1.3 Mn0.4 Nb0.3O2）
從化學(xué)式也可以看出，摻錳鈮酸鋰是將鈮酸鋰（Li1.5Nb0.5O2）的部分鈮（Nb）和鋰（Li）置換成錳（Mn）而實現(xiàn)的材料。跟一般用作LIB正極材料的鈷酸鋰、錳酸鋰及三元材料等一樣，屬于巖鹽型（NaCl型）結(jié)構(gòu)（面立方晶格）。但摻錳鈮酸鋰與這些材料的不同之處是，其鋰（Li）原子的排列不成層狀。是在NaCl的氯原子位置插入氧原子、在鈉原子位置隨機插入過渡金屬錳原子、或過渡金屬鈮原子、或鋰原子的結(jié)構(gòu)。其實，具有這種結(jié)構(gòu)的氧化物本來是無法可逆地去掉鋰原子的。但是，美國馬薩諸塞工科大學(xué)近年的研究發(fā)現(xiàn)，如果提高鋰相對于過渡金屬的組成比，就能解決這個問題。此次，藪內(nèi)等人成功合成的摻錳鈮酸鋰中，過渡金屬（Mn和Nb）與鋰的組成比為0.7:1.3。通過將鋰的比例提高到如此之高，就可以插入或去掉鋰。
這樣一來，在同樣1摩爾的氧化物中，新材料含有比普通層狀巖鹽型正極材料更多的鋰，并且晶體結(jié)構(gòu)中有三維骨架。因此，即使插入或去掉大量的鋰，結(jié)構(gòu)也難以崩潰。據(jù)藪內(nèi)介紹，“初次充電，可去掉大約9成的鋰。并且，其中8成可通過放電可逆性恢復(fù)”。
新材料的平均電壓在鋰金屬基準下為3V以上。負極采用鋰金屬、電解質(zhì)的鋰鹽采用六氟化磷酸鋰、電解質(zhì)的溶劑采用碳酸二乙酯和碳酸二甲酯時，在電流密度為10mA/g的條件下的質(zhì)量能量密度高達950Wh/kg。這是質(zhì)量能量密度為100～150Wh/kg的現(xiàn)行EV用LIB的6倍以上。循環(huán)特性方面，目前只實施了充放電20次的測試，但“在電壓范圍為1.5～4.2V、電流密度為25mA/g的條件下，容量基本沒有劣化”（藪內(nèi)）。因此，成本“可以比鈷酸鋰低”。
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