慕尼黑理工大學（TUM）的珍妮弗·路德維希博士開發了一種工藝，可以快速，簡單，經濟地生產納米晶體磷酸鈷鋰晶體。與標準磷酸鐵鋰相比，該材料將鋰離子電池的能量密度從每千克大約600至800瓦小時提高。

隨時隨地供電：電池容量越高，電動車的續航時間越長，手機和筆記本電腦的使用時間越長。慕尼黑工業大學（TUM）的珍妮弗·路德維希博士開發了一種工藝，可以快速，簡單，經濟地生產高質量的有前途的陰極材料磷酸鈷鋰。這位化學家因其工作獲得了贏創研究獎。

珍妮弗·路德維希仔細地把它倒入一個玻璃碗中，并且根據實驗室燈光呈粉紅色的粉末有可能顯著提高未來電池的性能。化學家解釋說：“磷酸鈷鋰可以儲存比傳統陰極材料更多的能量。”

在創新材料合成教授負責人湯姆·尼爾斯小組的工作下，化學家開發了一種能夠以最小的能量和最高的質量快速生產粉末粉末的工藝。

一段時間以來，電池研究人員一直在考慮未來的鋰鈷磷酸鹽材料。它工作在比傳統使用的磷酸鐵鋰更高的電壓下，從而獲得更高的能量密度 - 每千克800瓦時而不是不到600瓦時。

以前的過程：昂貴和能源密集型

然而，以前有前景的高電壓陰極材料的生產需要在溫度為800℃的苛刻條件下非常復雜，高能耗和低效率的工藝。珍妮弗·路德維希說：“在這些條件下形成的晶體大小不一，必須在第二個能源密集型生產步驟中研磨成納米晶粉末”。

此外，所得到的晶體僅在一個方向上顯示出足夠的離子導電性。在大部分表面上，電池中的電極材料和電解質之間的化學反應非常緩慢地進行。

量身定制的水晶

珍妮弗·路德維希開發的微波合成工藝一次解決了所有這些問題：獲得高質量的磷酸鈷鋰僅需要微波爐30分鐘的時間。

將反應物與溶劑一起放入特氟龍容器中，然后加熱。僅僅600W就足以達到激發晶體形成所需的250℃。

在該過程中產生的平坦的小片尺寸小于1微米，僅有幾百納米厚，最大導電率的軸線朝向表面。路德維希解釋說：“這種形狀確保了更好的電化學性能，因為鋰離子只需要在晶體內短距離移動。

指導反應

在實驗過程中，化學家也能夠解決另一個問題：在高于200℃的溫度和高壓下，偶爾形成一種迄今未知的所需的鈷酸鋰，而不是所期望的復雜的氫氧化鈷氫氧化磷化合物。

詹妮弗·路德維希成功地闡明了反應機理，分離化合物并確定其結構和性質。由于新化合物不適合作為電池材料，所以她改變了反應，以致只生成所需的磷酸鈷鋰。

尼爾斯教授說：“通過這個新的生產工藝，我們現在可以制造出高性能，高性能的片狀磷酸鈷鋰晶體，并具有高質量的特性。“因此，已經采取了新的高壓材料的道路上的進一步障礙。”