重大成果发布
4月16日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所的动力锂电池工程实验室研究团队，在《自然》这一顶尖期刊上发布了最新的科研成果。该团队对下一代锂电池的关键材料——富锂锰基正极材料进行了深入研究，并揭示了其独特的“遇热收缩”现象。这一现象甚至能够让老化的电池恢复活力，从而在电池行业引起了广泛的关注。
材料优势凸显
富锂锰基正极材料展现出显著优势，其氧阴离子氧化还原反应带来额外容量，放电比容量可达到300mAh/g。这一数值远超现有磷酸铁锂和三元材料等正极材料。因此，该材料能显著提升电池能量密度超过30%，成为下一代锂电池正极材料的公认趋势和研究的焦点。
现存使用难题
富锂锰基正极材料虽然放电比容量极高，但在实际应用中存在显著缺陷。此类材料作为氧活性正极，在经历多次充放电循环后，电池电压会持续降低，并显现出“老化”迹象。科学家亟需解决的关键问题，在于如何确保材料既能保持高能量密度，又能实现长期稳定的工作性能。
能量储存问题
在富锂锰基正极材料的锂电池中，当氧离子完成滞后还原反应时，所充入的能量超过了在放电过程中释放的能量。尽管电池表现为电量不足，但部分能量以晶格变形和结构无序的形式保存在材料内部。这种亚稳态的材料因能量过度积累，导致电池性能下降、使用寿命缩短以及效率降低。
调控材料特性
研究人员意外地发现，通过调整该正极材料的氧活性，可以轻松地改变其热膨胀系数，实现正、零、负三种状态的转换。这一发现不仅为评估材料结构无序性提供了新的手段，而且有助于开发出“零热膨胀”的正极材料。这种材料在温度变化时体积变化极小，有望解决锂电池因温度波动导致寿命缩短的问题。
电池修复方法
研究团队进一步研发出一种创新技术，该技术能够借助电化学技术使老旧的富锂锰基电池恢复活力。该技术基于电化学与热化学动力学的相似性，能够将电池材料从混乱、不稳定的形态“恢复”至接近其原始的有序结构。这一发现为电池寿命的延长开辟了新的途径，通过智能化的充电策略调整，有助于解决电池的结构性问题。
根据这些研究成就，如何看待富锂锰基电池未来能否迅速进入大规模商业应用阶段？期待各位在评论区发表意见，同时请不要忘记为本文点赞及转发。
