（圖片來源：eurekalert.org）

 

       據外媒報道，一個韓國研究團隊成功為鋰離子電池研發了新一代高容量陰極材料。韓國科學技術研究院（Korea Institute of Science and Technology，KIST）宣布，KIST儲能中心負責人Kyung Yoon博士、Sang-Young Lee教授（韓國國立蔚山科學技術研究院）以及KIST純中心首席研究員Wonyoung Chang博士組成的聯合研究小組通過利用三文魚的DNA穩定過鋰化層狀氧化物（OLO），成功研發了一種高性能陰極材料。

 

       在鋰離子二次電池中，充放電過程中鋰離子在陰陽極之間來回移動的數量決定了電池系統的能量密度。換句話說，研發高容量的陰極材料對于提高鋰離子電池的容量至關重要。

 

       過鋰化層狀氧化物可逆容量較高，達250 mAh/g（現有的商業化材料的可逆容量只有160 mAh/g），早被認為是新一代陰極材料，能夠將電池的儲能能力提高50%以上。不過，OLO的主要缺點是，在充放電循環過程中，OLO的分層結構會崩潰，導致膨脹，最終使得電池無法使用。

 

       KIST研究團隊將OLO表面與內部分成特定區域，并采用透視電子顯微鏡分析該晶體結構的變化情況。分析結構表明，經過反復的充放電循環，OLO的表面金屬層開始崩潰。

 

       于是，該聯合研究小組采用了一種對鋰離子有很強吸附力的三文魚DNA，以控制會導致材料退化的OLO的表面結構。不過，該三文魚DNA在水溶液中顯出聚集的趨勢。為解決該問題，研究小組將碳納米管（CNT）與三文魚DNA組合成了復合涂層材料。將DNA/CNT混合物均勻地放置并附著在OLO的表面，從而研發出了新型陰極材料。

 

       KIST研究團隊采用了綜合先進分析技術（研究各種因素，從單個顆粒到電極），發現OLO的電化學特性及其結構穩定性機制都得到了改善。原位X射線分析結果也證實，在充放電循環過程中，結構退化得到了抑制，熱穩定性得到改進。