NEC开发出采用5V类正极材料的锂离子充电电池
nec于日前宣布，该公司通过组合使用可利用尖晶石（spinel）型正极材料实现高电压化的ni-mn类正极材料以及可耐高压的电解液，开发出了高电压、长寿命的锂离子充电电池。该公司于10月9日在2012年10月7～12日于美国夏威夷举行的电化学国际学会“prime2012”上，发布了这一成果。
试制的层压型单元
此次开发的正极材料是将尖晶石型锰酸锂（limn2o4）的一部分置换成镍（ni）的li（ni0.5mn1.5）o4，可利用镍的价态变化实现高电压化。将开发的正极材料与石墨组合使用时，平均工作电压为4.5v，与limn2o4相比可将电压提高0.7v左右。据悉，最终单元的能量密度可由原来的约150wh/kg提高约30％，达到200wh/kg以上。
开发的正极材料的特性
不过，如果在此次开发的正极材料中组合使用原来的碳酸酯（pc）类电解液，电压会过高，导致电解液产生氧化分解。因此，nec开发出了新的氟化溶剂。据介绍，由此可以抑制正极材料和电解液界面产生的氧化分解，在20℃温度下经过500次充放电循环试验后，仍可维持初期容量的约80％。而且，在45℃高温下进行上述试验后，仍确保了约60％的容量维持率。这实现了与原来锂离子充电电池同等的寿命特性。关于单元的膨胀，由于可以抑制单元内部的气体生成，因此45℃高温循环试验后的电池膨胀率从原来的2倍以上降至约10％。
通过开发的电解液提高寿命
在新一代锂离子充电电池的开发中，正极材料中几乎没有比容量较高的候选材料，存在通过加大工作电压来提高能量密度的趋势，可抵抗高电压的电解液开发也越来越活跃。
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不过，如果在此次开发的正极材料中组合使用原来的碳酸酯（pc）类电解液，电压会过高，导致电解液产生氧化分解。因此，nec开发出了新的氟化溶剂。据介绍，由此可以抑制正极材料和电解液界面产生的氧化分解，在20℃温度下经过500次充放电循环试验后，仍可维持初期容量的约80％。而且，在45℃高温下进行上述试验后，仍确保了约60％的容量维持率。这实现了与原来锂离子充电电池同等的寿命特性。关于单元的膨胀，由于可以抑制单元内部的气体生成，因此45℃高温循环试验后的电池膨胀率从原来的2倍以上降至约10％。
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