納米技術在電動汽車電池材料開發中的作用

在學術界和行業中正在進行大量的電池研發，以滿足電動汽車應用的需求。當涉及到設計和制造電極材料時，基于納米技術的方法已經為改善能量和功率密度、循環性和安全性帶來了許多好處。本文概述了已經商業化或接近混合電動汽車應用商業化的納米結構材料，以及正在開發的納米結構材料，以期在未來滿足長續駛里程電動汽車的需求。

鋰離子電池及其以外的進展大部分基于納米技術的創新。我們預計納米材料的合理設計將在高能密度鋰離子電池的開發中發揮至關重要的作用，最終實現電動汽車續駛里程增長。目前的挑戰是減少已經本質安全的電極材料的粒徑，如LiFePO4和Li4Ti5O12，大大提高了Li離子和電子的輸運性能。在通常在當前非水電解質的熱力學窗口外部工作的陽極例如Si基合金或氧化物的情況下，挑戰是找到顯著降低帶電電極材料之間的寄生反應速率的方法。這可以通過減少直接暴露于非水電解質的電化學反應性表面積來實現。

特別是新納米結構可以適應大型充電/放電期間的體積變化，納米涂層可以解決穩定的固體電解質相間的缺乏關鍵EV應用的問題。最后，Li-S和Li-O2技術需要使用鋰金屬作為陽極材料。反過來，這需要鋰/電解質界面的穩定化以減少鋰和電解質之間的寄生反應并消除鋰枝晶的形成。在陰極側，希望在納米多孔材料中有效地限制諸如Li 2 S或Li 2 O 3之類的不良電子導體，以改善往返能量效率和循環壽命。