中国团队突破新型锂电池循环寿命技术

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城市快报网 时间:2025-04-19

近日,中国科研团队在锂电池技术领域取得重要突破:首次发现富锂锰基正极材料的"负热膨胀"特性,并开发出一种让电池"返老还童"的新方法。该研究成果已在国际顶级学术期刊《自然》上发表。

作为当前最具发展潜力的锂电池正极材料,富锂锰基材料具有300毫安时每克的超高放电比容量,可将现有电池能量密度提升超过30%。这种材料不仅成本低廉,还被视为解决电动汽车续航里程焦虑的关键技术。然而,该材料在充放电过程中容易发生结构无序化问题,导致电池电压持续衰减,严重阻碍了其产业化进程。

宁波材料所科研团队在实验中意外发现:富锂锰基正极材料受热时会"收缩",表现出与传统物质"热胀冷缩"完全相反的特性。通过调控该材料的氧活性,其热膨胀系数可以灵活调节,在正、零、负之间自由切换。

基于这一发现,研究团队设计出一种新型"零热膨胀"正极材料。这种材料在温度变化时几乎不发生体积改变,有望解决因温度波动导致的电池寿命缩短问题,为下一代高比能锂电池技术的发展开辟新方向。

更令人振奋的是,研究团队还开发出一种独特的方法:通过让老化电池在特定电量(如30%)下进行多次循环充放电,可以使电池的平均放电电压恢复到接近100%,同时修复正极材料的结构损伤。这一创新发现为延长电池寿命提供了新思路:通过智能充电策略,可定期"重启"正极材料性能,从而显著提升电池使用寿命。

国际权威期刊《自然》的审稿人给予高度评价:"这些研究成果不仅推动了电池领域基础科学的发展,其原创性和普适性也为功能材料的设计提供了全新指导原则,具有重要的跨学科意义。"

责任编辑:晨峰
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