三文鱼DNA可用作锂离子电池阴极材料？研究称可提高50%能量密度

据外媒报道，一个韩国研究团队成功为锂离子电池研发了新一代高容量阴极材料，比较特别的是，这个韩国研究团队是通过利用三文鱼的DNA稳定过锂化层状氧化物，才研发了这个新型材料，真是有点脑洞大开。

目前汽车使用的动力电池，工作原理基本都一样，通过锂离子在正负极之间的运动，来实现充放电，好比把公交车把乘客从A公交站运输到B公交站，想要提高能量密度，就必须提高AB公交站容纳乘客的能力。目前，正极材料此前主要采用磷酸铁锂，因为能量密度不高，不能存储更多的锂离子，现在在乘用车上基本都换成了采用三元锂，但负极材料一直没什么变化，主要是硅跟石墨。

据了解，在锂离子二次电池中，充放电过程中锂离子在阴阳极之间来回移动的数量决定了电池系统的能量密度。换句话说，研发高容量的阴极材料对于提高锂离子电池的容量至关重要。

过锂化层状氧化物可逆容量较高，达250mAh/g（现有的商业化材料的可逆容量只有160mAh/g），早被认为是新一代阴极材料，能够将电池的储能能力提高50%以上。不过，OLO的主要缺点是，在充放电循环过程中，OLO的分层结构会崩溃，导致膨胀，最终使得电池无法使用。本次韩国研究团队的主要贡献在于，使用三文鱼DNA稳定了过锂化层状氧化物。

KIST研究团队将OLO表面与内部分成特定区域，并采用透视电子显微镜分析该晶体结构的变化情况。分析结构表明，经过反复的充放电循环，OLO的表面金属层开始崩溃。

于是，该联合研究小组采用了一种对锂离子有很强吸附力的三文鱼DNA，以控制会导致材料退化的OLO的表面结构。不过，该三文鱼DNA在水溶液中显出聚集的趋势。为解决该问题，研究小组将碳纳米管（CNT）与三文鱼DNA组合成了复合涂层材料。将DNA/CNT混合物均匀地放置并附着在OLO的表面，从而研发出了新型阴极材料。

KIST研究团队采用了综合先进分析技术（研究各种因素，从单个颗粒到电极），发现OLO的电化学特性及其结构稳定性机制都得到了改善。原位X射线分析结果也证实，在充放电循环过程中，结构退化得到了抑制，热稳定性得到改进。

但这个研究成果其实并不足喜，目前电池厂商遇到的难题是如何提供正极材料的能量密度，从磷酸铁锂变成三元锂就是一个典型的例子，能量密度还是没有超过当前的负极材料。因此负极材料的提升对当下来说并没有很大的意义，出于成本的考虑，也不会很快得到大规模应用。

现在车企和电池供应商比较关注的难题，还是在于正负极之间的电解质，如果解决了固态电解质的问题，就可以采用金属锂作为负极材料，其能量密度比过锂化层状氧化物还要高。氢云链