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電池是新能源汽車和消費(fèi)電子產(chǎn)品的“心臟”，續(xù)航極大程度影響著消費(fèi)者的購(gòu)買意愿。隨著市場(chǎng)對(duì)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(shì)?？茖W(xué)家以鋰電池正極材料為突破口，針對(duì)電池在高電壓服役時(shí)容易出現(xiàn)的失效和燃爆等安全問(wèn)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(xué)教授黃富強(qiáng)、美國(guó)麻省理工學(xué)院教授李巨、清華大學(xué)助理教授董巖皓合作完成，相關(guān)成果13日在國(guó)際學(xué)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(wèn)題。為解決上述難題，研究團(tuán)隊(duì)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(hù)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(rèn)為，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出了一種三維應(yīng)變鈣鈦礦包覆鋰電池層狀正極材料的“準(zhǔn)外延”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新思想，其獨(dú)創(chuàng)的“滲鑭”制備新方法十分亮眼。研究的核心創(chuàng)新點(diǎn)在于實(shí)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(qiáng)，有效抑制了材料中氧氣的釋放，這是目前產(chǎn)學(xué)研界已知包覆方法難以實(shí)現(xiàn)的。
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