纳米技术在电动汽车电池材料开发中的作用

在学术界和行业中正在进行大量的电池研发，以满足电动汽车应用的需求。当涉及到设计和制造电极材料时，基于纳米技术的方法已经为改善能量和功率密度、循环性和安全性带来了许多好处。本文概述了已经商业化或接近混合电动汽车应用商业化的纳米结构材料，以及正在开发的纳米结构材料，以期在未来满足长续驶里程电动汽车的需求。

锂离子电池及其以外的进展大部分基于纳米技术的创新。我们预计纳米材料的合理设计将在高能密度锂离子电池的开发中发挥至关重要的作用，最终实现电动汽车续驶里程增长。目前的挑战是减少已经本质安全的电极材料的粒径，如LiFePO4和Li4Ti5O12，大大提高了Li离子和电子的输运性能。在通常在当前非水电解质的热力学窗口外部工作的阳极例如Si基合金或氧化物的情况下，挑战是找到显着降低带电电极材料之间的寄生反应速率的方法。这可以通过减少直接暴露于非水电解质的电化学反应性表面积来实现。

特别是新纳米结构可以适应大型充电/放电期间的体积变化，纳米涂层可以解决稳定的固体电解质相间的缺乏关键EV应用的问题。最后，Li-S和Li-O2技术需要使用锂金属作为阳极材料。反过来，这需要锂/电解质界面的稳定化以减少锂和电解质之间的寄生反应并消除锂枝晶的形成。在阴极侧，希望在纳米多孔材料中有效地限制诸如Li 2 S或Li 2 O 3之类的不良电子导体，以改善往返能量效率和循环寿命。