Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass Magnesiumoxid vor allem im Bereich moderner Lithium-Batterien für neue Energien als Bestandteil von Kathodenmaterialien eingesetzt wird, wo es die Leistung und Stabilität der Batterien auf vielfältige Weise verbessert. Sein Einsatz in Kathodenmaterialien steigert nicht nur die elektrochemische Leistungsfähigkeit, sondern erhöht auch signifikant die Zyklenfestigkeit und Sicherheit. Mit der fortschreitenden Entwicklung der Batterietechnologie erweitern sich die Anwendungsmöglichkeiten für Magnesiumoxid in Kathodenmaterialien zunehmend.
I. Als leitfähiges Dotiermittel
Materialherstellung: Nano-Magnesiumoxid dient als leitfähiges Dotiermittel; magnesiumdotiertes Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat wird mittels Festkörperreaktion synthetisiert und anschließend zu nanostrukturierten Kathodenmaterialien verarbeitet.
Leistungssteigerung:
Elektrische Leitfähigkeit: Erhöht die Leitfähigkeit des Kathodenmaterials signifikant auf bis zu 10⁻² S/cm.
Entladekapazität: Ermöglicht eine tatsächliche Entladekapazität von 240 mAh/g und zeichnet sich durch hohe Energiedichte, Umweltfreundlichkeit und niedrige Kosten aus.
Stabilität: Verringert den Kapazitätsverlust während der Lade- und Entladezyklen und verbessert so die Stabilität und Lebensdauer der Batterie.
II. Verbesserung der spezifischen Kapazität und Zyklenleistung
Anodenmaterialien: Unlösliche Feststoffpartikel – wie Magnesiumoxid mit Durchmessern zwischen 0,05 und 10 μm – werden hochkapazitiven Zinn-Verbundanodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien zugesetzt.
Leistungssteigerung:
Spezifische Kapazität: Erhöht die spezifische Kapazität der Anode.
Lade-Entlade-Effizienz: Verbessert die anfängliche Lade-Entlade-Effizienz.
Zyklenleistung: Gewährleistet eine stabile Leistung über viele Ladezyklen hinweg.
III. Optimierung der Elektrodenherstellung
pH-Wert-Einstellung: Nano-Magnesiumoxid wird in Kombination mit einer alkalischen Lösung (als pH-Regulator) und einer wässrigen Ammoniaklösung (als Komplexbildner) verwendet, um den pH-Wert gemischter wässriger Lösungen einzustellen, die Kobalt- und Nickelsalze enthalten.
Wirkung: Optimiert den Herstellungsprozess der Elektroden und verbessert die Gesamtleistung der Elektrodenmaterialien.
IV. Steigerung von Energiedichte und Sicherheit
Festkörperelektrolyte: Magnesiumoxid dient als Material für Festkörperelektrolyte und bietet eine Alternative zu herkömmlichen flüssigen Elektrolyten.
Leistungssteigerung:
Energiedichte: Erhöht die Energiedichte von Lithium-Batterien.
Sicherheit: Erhöht die Sicherheit der Batterie durch die Verringerung von Risiken wie Auslaufen und Entflammung. V. Verringerung der Elektrolytazidität
Entsäuerungsmittel: Dem Elektrolyten wird Nano-Magnesiumoxid als Entsäuerungsmittel zugesetzt. Wirkung: Es reduziert den Gehalt an freier Säure im Elektrolyten und verringert die säurebedingte Auflösung des Kathodenmaterials, wodurch die Kapazität und die Zyklenfestigkeit der Batterie verbessert werden.
VI. Spezifisches Anwendungsbeispiel
Mit Magnesiumoxid beschichtetes Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid-Kathodenmaterial (MgO@NCA): Das nach einem speziellen Verfahren hergestellte MgO@NCA-Kathodenmaterial zeichnet sich durch eine hervorragende Zyklenstabilität und eine hohe spezifische Entladekapazität aus. So erreicht die Batterie beispielsweise in einem Spannungsbereich von 2,8 V bis 4,3 V und bei einer Rate von 0,1 C eine anfängliche spezifische Entladekapazität von 201,3 mAh/g; nach 100 Zyklen bei 0,2 C liegt die Kapazitätserhaltungsrate bei 98 %.