中國粉體網(wǎng)訊 在昨天與今天電動車輛和電子小物件用動力裝置的競賽中，鎳日益成為下一代可充電鋰離子電池不可或缺的組成部分。
鎳金屬氫化物電池主宰著混合動力汽車市場的發(fā)展，并且將繼續(xù)成為消費者對可充電家庭電池的選擇。但最具潛力的鎳基電池技術(shù)有可能采用創(chuàng)新的陰極材料，這將使得鋰離子電池更強勁、更耐用且更安全。
這些材料，即NCM或NMC（可互換名稱參照是否存在鎳氧化物、鈷氧化物和錳氧化物）在十年前便已推出，作為鋰鈷氧化物的替代品，這通常用于鋰離子電池。這種轉(zhuǎn)換的一個誘因便是成本：與鎳相比，鈷更加稀有，通常更為昂貴。
采用NCM化學(xué)過程的鋰離子也有著更高的能量密度，即基于其重量或容積所能夠存儲的能量總量。“能量密度越大，電池就越輕薄，”芝加哥附近的美國能源部阿爾貢國家實驗室材料科學(xué)家及鋰離子電池專家Daniel Abraham這樣說。
▲阿爾貢國立實驗室的科學(xué)帶頭人Daniel Abraham進行了鋰離子電池方面的研究。
鎳通過彌補電池在充放電時的電子損失或增益，在提升能量密度方面起著至關(guān)重要的作用。“鎳的氧化狀態(tài)是可逆的，”Abraham解釋說，“材料的這種可逆特征能夠讓電池“循環(huán)”成千上萬次�！彼a充道，添加錳（在某些電池中添加鋁）可以改進內(nèi)部化學(xué)過程的穩(wěn)定性和安全性。
“這是全球增長最快速的陰極”，巴斯夫(BASF) Battery Materials – Ovonic公司的副總裁及常務(wù)董事Michael Fetcenko斷言道。BASF生產(chǎn)三種型式的NCM陰極材料，其中鎳占到陰極總量的三分之一到二分之一。公司被授權(quán)生產(chǎn)在阿爾貢實驗室開發(fā)的NCM，而亞伯拉罕及其他科學(xué)家則致力于研究改進其性能的方式�！拔覀儗Ｗ⒂谶@一化學(xué)過程，以期延長這些電池的壽命、降低成本，并且改善安全特征。”亞伯拉罕說。
更涼更安全
加拿大哈利法克斯達(dá)爾豪斯大學(xué)化學(xué)物理系的先進材料教授Jeff Dahn同樣也強調(diào)了鎳基陰極的安全優(yōu)勢。他注意到，當(dāng)鋰離子電池的尺寸增大時，也會增加過熱風(fēng)險。這是由于在高溫下，鋰離子電池材料會變得不穩(wěn)定，并且會將氧氣釋放到易燃的電解液中。
“這有點類似于經(jīng)由加熱的汽油來析出氧氣，”Dahn解釋說。“你一定不想這么做。因此一定要挑選釋放最少量氧氣的陽極材料（以可控溫度）。他補充道，”在開始釋放氧氣的溫度下，NCM 能夠比鋰鈷氧化物提供更多的熱余裕�！�
Dahn引用了于今年早些時候波音公司新型787夢幻飛機在出現(xiàn)一系列電子問題之后的臨時停飛，這包括過熱以及起火的鋰離子電池。在飛機的電子設(shè)備艙中使用鋰鈷氧化物電池或許是個拙劣的選擇，”他說�！氨居懈影踩牟牧峡晒┻x擇�！�
但是這種故障極為罕見，并且輕質(zhì)和高能輸出使得鋰離子電池成為便攜式裝置如便攜式計算機、移動電話和動力工具的選擇。Fetcenko承認(rèn)，“在重量至上的應(yīng)用領(lǐng)域，鋰就是主宰�！�
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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