據(jù)科技日?qǐng)?bào)報(bào)道，我國(guó)科研人員在下一代鋰電池研究領(lǐng)域取得重要突破。中國(guó)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，富鋰錳基正極材料在受熱時(shí)會(huì)自動(dòng)收縮，這種獨(dú)特性質(zhì)可以幫助老化的電池恢復(fù)電壓，為研發(fā)更耐用、可自我修復(fù)的鋰電池提供了全新思路。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于《自然》雜志。
富鋰錳基正極材料因其超高放電比容量備受關(guān)注，用它制作的電池儲(chǔ)電能力比現(xiàn)有電池提升30%，相當(dāng)于將電池容量直接擴(kuò)大三分之一。此外，由于錳元素成本低于鈷和鎳，這種材料兼具性能與經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。然而，這種材料在多次充放電后會(huì)出現(xiàn)電壓下降的老化問題，限制了其實(shí)際應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，富鋰錳基正極材料在受熱時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從無序狀態(tài)恢復(fù)到更穩(wěn)定、能量更低的有序狀態(tài)，從而表現(xiàn)出“遇熱收縮”的特性。基于這一發(fā)現(xiàn)，科研人員提出了一種新方法，通過電化學(xué)手段讓老化的富鋰錳基電池實(shí)現(xiàn)“逆生長(zhǎng)”，恢復(fù)其性能。
《自然》期刊審稿人評(píng)價(jià)稱，這一研究突破了傳統(tǒng)電極材料結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的理論框架，為理解電極材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系提供了全新視角。
過渡金屬和氧活性中心與材料的熱膨脹性的關(guān)系示意圖。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所供圖

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