显著延长下一代锂电池使用寿命 科学家发现新方法

4月17日从中国科学院获悉，我国科研团队发现，通过加热下一代锂电池的富锂锰基正极材料，可以帮助老化的富锂锰基电池恢复电压，让电池“返老还童”。这一发现为开发更智能、更耐用的下一代锂电池提供了全新思路。

此项研究由中国科学院宁波材料技术与工程研究所团队完成，相关成果论文已在国际学术期刊《自然》在线发表。

“要更大限度提高电动汽车、电动航空器等的续航里程，就需要进一步提升锂电池的能量密度。其中，发展下一代锂电池正极材料是关键。”论文第一作者、中国科学院宁波材料所副研究员邱报说。

据介绍，富锂锰基正极材料的放电比容量远超目前商业化应用的磷酸铁锂和三元材料等正极材料，可将锂电池能量密度提升30%以上，是开发下一代锂电池正极材料的主攻方向。但富锂锰基电池在经过多次充放电后，电压会逐渐下降，出现“老化”现象，这一问题严重制约了富锂锰基电池的实际应用。如何让富锂锰基电池长期稳定工作，是目前亟待解决的难题。

此项研究中，团队发现，对富锂锰基正极材料进行适当升温，材料的原子排列会变得更紧密，体积缩小。在此基础上，团队发展了一种新方法，即利用电化学手段将富锂锰基正极材料从结构无序、不稳定的状态，“重置”回接近原始的结构有序状态，从而让老化的富锂锰基电池“返老还童”。

“这一发现为延长富锂锰基电池的寿命提供了新思路，通过定期修复富锂锰基正极材料的结构问题，可显著延长电池使用寿命。”论文通讯作者、中国科学院宁波材料所研究员刘兆平说。

《自然》审稿人认为，此项成果不仅推动了电池领域的基础科学进展，也为多种功能材料的设计提供了新的指导原则，具有重要的跨学科意义。