光明网  2023-01-15 15:22
电池是新能源汽车和消费电子产品的“心脏”，续航极大程度影响着消费者的购买意愿。随着市场对续航要求的不断提升，高能量密度成为电池技术发展的主流趋势。科学家以锂电池正极材料为突破口，针对电池在高电压服役时容易出现的失效和燃爆等安全问题，发明了一种材料制备新方法，可有效提升电池续航能力。

该研究由北京大学教授黄富强、美国麻省理工学院教授李巨、清华大学助理教授董岩皓合作完成，相关成果1月13日在国际学术期刊《自然·能源》在线发表。

高电压是提升电池能量密度的重要途径之一。然而，随着电压的升高，锂电池容易出现正极材料晶体结构破裂、电解液分解、电池内部产气和体积膨胀等安全问题。为解决上述难题，研究团队发明了一种“渗镧”离子交换制备新方法，巧妙地在正极材料表面包覆了仅有几纳米厚的超薄钙钛矿“保护层”，显著提升了材料在高电压下的循环稳定性。

《自然·能源》审稿专家认为，研究团队创新性提出了一种三维应变钙钛矿包覆锂电池层状正极材料的“准外延”结构设计新思想，其独创的“渗镧”制备新方法十分亮眼。研究的核心创新点在于实现了超薄钙钛矿纳米层的高度均匀性包覆，可调控性强，有效抑制了材料中氧气的释放，这是目前产学研界已知包覆方法难以实现的。
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