浙江
富锂锰基正极材料（中）及基于富锂锰基正极和硅碳负极的高比能锂离子电池（左）
▲科研人员进行富锂锰基正极材料的电化学性能测试。
“老化的富锂锰基电池，可以实现‘返老还童’。”
近日，中国科学院宁波材料所科研团队在下一代锂电池研究方面取得了一项突破性进展↓
该团队发现，富锂锰基正极材料在受热时会“收缩”，而这种“反常行为”可以帮助老化的电池恢复电压，实现电池的“返老还童”。
4月16日晚，这一重要研究成果以“电池材料的氧活性与负热膨胀性”为题在线发表于国际学术期刊《自然》。
▲研究成果在国际学术期刊《自然》上发表。
富锂锰基正极材料电池具备能量密度高和成本低两大显著优势，是公认的下一代锂电池的重要方向。“但是它有个致命短板，就是电池易老化，无法长期稳定工作。”论文第一作者、中国科学院宁波材料所副研究员邱报说。
易老化问题犹如“拦路虎”，让富锂锰基电池产业化受阻，始终停留在实验室阶段，无法走向“生产线”。
这一痛点和难点，在宁波材料所动力锂电池工程实验室研究团队持续数年科研攻关下，实现新突破。
科研人员发现，富锂锰基正极材料有一个“负热膨胀”的有趣性质，也就是它在受热时会收缩。如果对富锂锰基正极材料进行适当升温，可以使材料从无序状态恢复到更稳定、能量更低的有序结构。
基于一系列研究，团队还设计出一种“零热膨胀”正极材料，它在温度变化时几乎不会发生体积变化，有望解决因温度波动导致的锂电池寿命缩短等问题，为下一代高比能锂电池技术的发展提供了新的可能性。
他们还发展了一种新方法，通过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，就像让电池“恢复青春”一样。
“‘返老还童’后的电池，平均放电电压可以接近100%。”论文通讯作者、中国科学院宁波材料所研究员刘兆平表示。
这一发现，为开发更智能、更耐用、更高效的锂电池提供了全新思路：通过智能调控充电策略，可定期修复富锂锰基正极材料的结构问题，进而显著延长电池的使用寿命。
《自然》期刊审稿人高度评价这一研究成果：“不仅推动了电池领域的基础科学进展，其原创性和普适性也为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”。
来源：宁波市科技局、中国科学院宁波材料所、甬派
本文来源：宁波发布
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杨莎莎_nb823
