動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心部件之一，決定著新能源汽車(chē)的發(fā)展水平。提升電池儲(chǔ)電性能，有利于相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。在新型高容量?jī)?chǔ)鋰電極材料中，富鋰錳基正極材料是全球公認(rèn)的下一代高容量正極材料，放電比容量300mAh/g以上。

從中國(guó)科學(xué)院寧波材料所了解到，近日，該所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室劉兆平研究員帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)富鋰錳基正極材料開(kāi)展了深入研究，在鋰離子傳輸動(dòng)力學(xué)過(guò)程等方面取得了系列進(jìn)展。利用多種表征手段，團(tuán)隊(duì)分別分析了錳（Mn）元素不同含量下的鋰電池?zé)崽幚磉^(guò)程，揭示了富鋰錳基正極材料中，Mn元素含量越高，其熱失控溫度越低。同時(shí)，為了提升電池的高熱穩(wěn)定性和高比容量，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種多晶型結(jié)構(gòu)的富鋰錳基正極材料，可實(shí)現(xiàn)更高的放電比容量，并實(shí)現(xiàn)更好的熱穩(wěn)定性。相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，該研究結(jié)果詳細(xì)闡明了富鋰錳基正極材料的氧活性與熱穩(wěn)定性之間的關(guān)系，對(duì)下一代高安全、高能量密度鋰離子電池的實(shí)現(xiàn)提供了重要借鑒意義。相關(guān)內(nèi)容發(fā)表在國(guó)際著名的材料科學(xué)期刊Materials Today。

另外，以往研究表明，富鋰錳基正極材料中，當(dāng)其一次晶粒達(dá)到微米級(jí)時(shí)，往往表現(xiàn)出極低的比容量、快速的容量衰減和電壓衰減。為了了解其中原因，研究團(tuán)隊(duì)研究了鋰離子在富鋰錳基正極材料晶粒里面的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)過(guò)程，對(duì)該電化學(xué)性能給出了合理的解釋。團(tuán)隊(duì)還直接觀(guān)察到，微米級(jí)富鋰錳基正極材料晶粒里面大量層錯(cuò)的產(chǎn)生以及顯著的層狀相向尖晶石以及鹽巖相的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，揭露了微米級(jí)富鋰錳基正極材料中快速的容量衰減和電壓衰減的原因。該研究工作對(duì)制定相應(yīng)的富鋰錳基正極材料改性策略具有重要的理論指導(dǎo)意義，相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國(guó)際著名的材料科學(xué)期刊Energy Storage Materials。

（來(lái)源：寧波市科技局）