中国储能网讯：一种新的制造纳米结构材料的化学方法能帮助提高电动汽车一次充电行驶的里程及其可靠性，并制造出更好的能帮助稳定电网的电池。

位于华盛顿州里奇兰的西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）的研究人员开发了一种技术，能将无法正常储存电力的电位电极材料，转换成能比市场上现有的类似电池材料储存更多能量。

服务能源：当用一种新工艺培育磷酸锰锂时，形成了一种微小的盘。这些盘能传导电荷和锂离子，使其变成一种能储存电力的有用材料。来源：崔代荣（音译）/ 西北太平洋国家实验室

在刊于《纳米快报》（Nano Letters）的文章中，西北太平洋国家实验室的研究人员展示了固体石蜡和油酸有利于磷酸锰锂层状纳米结构的生长。这些“纳米盘”又小又薄，使得电子和离子（带有正电或负电的原子或分子）更易出入。这使得该材料——通常并不作为电池材料，因为它导电性差——变为储存大量电力的材料。

当研究人员测试该材料的性能时，他们发现它储存的能量比类似的商业电极材料——磷酸铁锂的理论最大能量容量多10%，磷酸铁锂用于电力工具及一些电动和混合动力车。

这种方法将开启一扇大门，使得一系列目前传送电和锂离子能力有限的材料也能用作候选电池材料。西北太平洋国家实验室的能源材料研究员崔代荣说，这一领域的研究人员发现绝大多数尚待研究的电池材料导电性不佳。这种新方法提供了一种提高导电性的简便方法。他说该方法还能与传统的电池制造技术相兼容。

磷酸铁锂和磷酸锰锂都是很有吸引力的电池电极材料，因为它们有稳定的原子结构。这种晶体结构——叫做橄榄石——比笔记本电脑和手机电池电极材料的晶体结构稳定得多。因此，橄榄石材料的寿命远比通常手机电池材料的3年时间长得多。有些制造商声称磷酸铁锂电池能经历30000次完全充、放电的循环，而不会有很大的储能容量损失——足以使电池维持50年，崔说。

理论上，磷酸锰锂能维持的循环次数与此相当，因为它们有相似的晶体结构。但磷酸锰锂多了一个优势，即，拥有比磷酸铁锂多储存20%能量的潜力，因为它的工作电压更高。然而，很难调整磷酸锰锂，克服它是电绝缘体的事实。

之前的尝试需要在制造固体电池材料前，在液体溶液中处理前体物——这个过程太昂贵，不适于商业生产。西北太平洋国家实验室的新方法去除了这个独立的液体处理步骤，简化了工艺，使其能与现有的生产技术相兼容。

为了准备这种材料，研究人员把化学前体物和固体石蜡及油酸混合。石蜡和油酸共同作用，使前体物材料形成尺寸和形状易控制的结晶体，而没有聚块。石蜡在过去经常处理材料的高温下溶解，并作为溶剂取代了早期研究中应用的独立的液体工艺步骤。

到目前为止，该材料的充电效率很低（尽管它提供电力的速度足以适用于许多应用）。崔表示下一步是研发一个更好的为纳米盘涂上碳的工艺，这样能提高导电性。

尽管磷酸锰锂比磷酸铁锂更吸引人，因为它能储存更多的能量，但相比其他类型的锂离子电池的电极，两者占据了相对较大的市场。达尔豪西大学的物理和化学教授杰夫•丹（Jeff Dahn）表示，这一特性也许使得它们最终更适用于固定设备——如储存来自电网的电力以消除可再生能源的不稳定性——而不适用于电动汽车。