據科技日報報道，我國科研人員在下一代鋰電池研究領域取得重要突破。中國科學院團隊發現，富鋰錳基正極材料在受熱時會自動收縮，這種獨特性質可以幫助老化的電池恢復電壓，為研發更耐用、可自我修復的鋰電池提供了全新思路。相關研究成果已在線發表于《自然》雜志。
富鋰錳基正極材料因其超高放電比容量備受關注，用它制作的電池儲電能力比現有電池提升30%，相當于將電池容量直接擴大三分之一。此外，由于錳元素成本低于鈷和鎳，這種材料兼具性能與經濟性優勢。然而，這種材料在多次充放電后會出現電壓下降的老化問題，限制了其實際應用。
研究團隊發現，富鋰錳基正極材料在受熱時會發生結構轉變，從無序狀態恢復到更穩定、能量更低的有序狀態，從而表現出“遇熱收縮”的特性。基于這一發現，科研人員提出了一種新方法，通過電化學手段讓老化的富鋰錳基電池實現“逆生長”，恢復其性能。
《自然》期刊審稿人評價稱，這一研究突破了傳統電極材料結構轉變的理論框架，為理解電極材料的結構與性能關系提供了全新視角。
過渡金屬和氧活性中心與材料的熱膨脹性的關系示意圖。中國科學院寧波材料技術與工程研究所供圖

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