科學家發明鋰電池正極材料製備新方法 可有效提升電池續航能力

電池是新能源汽車和消費電子產品的“心臟”，續航極大程度影響著消費者的購買意願。隨著市場對續航要求的不斷提升，高能量密度成為電池技術發展的主流趨勢。科學家以鋰電池正極材料為突破口，針對電池在高電壓服役時容易出現的失效和燃爆等安全問題，發明了一種材料製備新方法，可有效提升電池續航能力。

該研究由北京大學教授黃富強、美國麻省理工學院教授李巨、清華大學助理教授董巖皓合作完成，相關成果13日在國際學術期刊《自然·能源》線上發表。

高電壓是提升電池能量密度的重要途徑之一。然而，隨著電壓的升高，鋰電池容易出現正極材料晶體結構破裂、電解液分解、電池內部產氣和體積膨脹等安全問題。為解決上述難題，研究團隊發明了一種“滲鑭”離子交換製備新方法，巧妙地在正極材料表面包覆了僅有幾奈米厚的超薄鈣鈦礦“保護層”，顯著提升了材料在高電壓下的迴圈穩定性。

《自然·能源》審稿專家認為，研究團隊創新性提出了一種三維應變鈣鈦礦包覆鋰電池層狀正極材料的“準外延”結構設計新思想，其獨創的“滲鑭”製備新方法十分亮眼。研究的核心創新點在於實現了超薄鈣鈦礦奈米層的高度均勻性包覆，可調控性強，有效抑制了材料中氧氣的釋放，這是目前產學研界已知包覆方法難以實現的。