新華社北京1月14日電(記者魏夢佳、王琳琳)電池是新能源汽車和消費電子產(chǎn)品的“心臟”，續(xù)航極大程度影響著消費者的購買意愿。隨著市場對續(xù)航要求的不斷提升，高能量密度成為電池技術(shù)發(fā)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(xiàn)的失效和燃爆等安全問題，發(fā)明了一種材料制備新方法，可有效提升電池續(xù)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(guān)成果13日在國際學術(shù)期刊《自然·能源》在線發(fā)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(xiàn)正極材料晶體結(jié)構(gòu)破裂、電解液分解、電池內(nèi)部產(chǎn)氣和體積膨脹等安全問題。為解決上述難題，研究團隊發(fā)明了一種“滲鑭”離子交換制備新方法，巧妙地在正極材料表面包覆了僅有幾納米厚的超薄鈣鈦礦“保護層”，顯著提升了材料在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
《自然·能源》審稿專家認為，研究團隊創(chuàng)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(jié)構(gòu)設計新思想，其獨創(chuàng)的“滲鑭”制備新方法十分亮眼。研究的核心創(chuàng)新點在于實現(xiàn)了超薄鈣鈦礦納米層的高度均勻性包覆，可調(diào)控性強，有效抑制了材料中氧氣的釋放，這是目前產(chǎn)學研界已知包覆方法難以實現(xiàn)的。
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