中國儲能網(wǎng)訊：如何提高鋰離子電池的能量密度一直是鋰離子電池研究的核心內(nèi)容，特別是正極材料方面，為了提高比能量人們可謂“不擇手段”，因此各種鋰離子電池正極材料也是層出不窮，例如富鋰錳，三元材料等，某些正極材料的比容量已經(jīng)達到200mAh/g以上，但是這些正極材料往往都存在著循環(huán)壽命差和不可逆容量高等問題，因此人們從來沒有停下研發(fā)新型高能量密度正極材料的步伐。
過渡金屬氧化物，例如NiO、CoO、CuO等材料，具有超高的比容量(高于500mAh/g)因此吸引了廣泛的關注，但是這些材料的對鋰工作電壓往往低于1.0V，因此只能用作負極材料，限制了其在鋰離子電池上的應用。但是最新的研究發(fā)現(xiàn)，一些高價態(tài)的過渡族金屬氧化物，例如VO2、V2O5和MoO3等，對鋰電壓可以達到2.0V以上，因此十分具有潛力應用于鋰離子電池領域。
中國科學技術大學的Xu-Yong Feng等人基于上述研究，對高價過渡金屬氧化物Cr2O5材料進行了研究，實驗中以Cr2O3為原材料，在空氣氣氛下分別在350℃、375℃和400℃下煅燒2小時，然后研磨后就可獲得Cr2O5材料。
研究表明該材料的性能與焙燒溫度有密切的關系，隨著焙燒溫度的提高，材料的容量降低，但是循環(huán)性能得到了顯著的提升，在400℃下獲得的材料循環(huán)性能最佳，循環(huán)100次容量保持率可達96%，但容量稍低，為220mAh/g左右，而350℃下獲得的材料容量最高，可達275mAh/g，該材料的最大能量密度可以達到819Wh/kg，這要高于LiCoO2材料的550Wh/kg。循環(huán)伏安掃描顯示材料的放電電壓平臺在3.17V左右。
Cr2O5材料的能量轉(zhuǎn)化效率為83%，這要遠高于CoO (54.6%)、RuO2 (54.9%)，具有很好的應用前景。Cr2O5材料比容量超過200mAh/g，工作電壓高于3V，原材料成本低廉，能量密度高，合成工藝十分簡單，因此在儲能領域具有廣闊的應用前景。
