慕尼黑理工大学（TUM）的珍妮弗·路德维希博士开发了一种工艺，可以快速，简单，经济地生产纳米晶体磷酸钴锂晶体。与标准磷酸铁锂相比，该材料将锂离子电池的能量密度从每千克大约600至800瓦小时提高。
随时随地供电：电池容量越高，电动车的续航时间越长，手机和笔记本电脑的使用时间越长。慕尼黑工业大学（TUM）的珍妮弗·路德维希博士开发了一种工艺，可以快速，简单，经济地生产高质量的有前途的阴极材料磷酸钴锂。这位化学家因其工作获得了赢创研究奖。
珍妮弗·路德维希仔细地把它倒入一个玻璃碗中，并且根据实验室灯光呈粉红色的粉末有可能显着提高未来电池的性能。化学家解释说：“磷酸钴锂可以储存比传统阴极材料更多的能量。”
在创新材料合成教授负责人汤姆·尼尔斯小组的工作下，化学家开发了一种能够以最小的能量和最高的质量快速生产粉末粉末的工艺。
一段时间以来，电池研究人员一直在考虑未来的锂钴磷酸盐材料。它工作在比传统使用的磷酸铁锂更高的电压下，从而获得更高的能量密度 - 每千克800瓦时而不是不到600瓦时。
以前的过程：昂贵和能源密集型
然而，以前有前景的高电压阴极材料的生产需要在温度为800℃的苛刻条件下非常复杂，高能耗和低效率的工艺。珍妮弗·路德维希说：“在这些条件下形成的晶体大小不一，必须在第二个能源密集型生产步骤中研磨成纳米晶粉末”。
此外，所得到的晶体仅在一个方向上显示出足够的离子导电性。在大部分表面上，电池中的电极材料和电解质之间的化学反应非常缓慢地进行。
量身定制的水晶
珍妮弗·路德维希开发的微波合成工艺一次解决了所有这些问题：获得高质量的磷酸钴锂仅需要微波炉30分钟的时间。
将反应物与溶剂一起放入特氟龙容器中，然后加热。仅仅600W就足以达到激发晶体形成所需的250℃。
在该过程中产生的平坦的小片尺寸小于1微米，仅有几百纳米厚，最大导电率的轴线朝向表面。路德维希解释说：“这种形状确保了更好的电化学性能，因为锂离子只需要在晶体内短距离移动。
指导反应
在实验过程中，化学家也能够解决另一个问题：在高于200℃的温度和高压下，偶尔形成一种迄今未知的所需的钴酸锂，而不是所期望的复杂的氢氧化钴氢氧化磷化合物。
詹妮弗·路德维希成功地阐明了反应机理，分离化合物并确定其结构和性质。由于新化合物不适合作为电池材料，所以她改变了反应，以致只生成所需的磷酸钴锂。
尼尔斯教授说：“通过这个新的生产工艺，我们现在可以制造出高性能，高性能的片状磷酸钴锂晶体，并具有高质量的特性。“因此，已经采取了新的高压材料的道路上的进一步障碍。”
