发布时间：2024-06-04
上海交通大学讲席教授黄富强及其团队与清华大学助理教授董岩皓团队近日取得了一项引人注目的科研成果。他们通过将三元电池材料浸入可乐中，发现了一种全新的材料改性方法，该方法利用二氧化碳气泡的定向包裹作用，显著提升了锂电池正极材料的稳定性，有望大幅缓解锂离子电池的能量焦虑问题。
在详细的研究过程中，科学家们观察到，当三元电池材料被浸入可乐中时，可乐中的二氧化碳气泡会定向包裹在材料颗粒上，这种特殊的包裹方式导致部分锂离子空位的形成，为进一步的材料改性提供了可能。
接下来，研究团队巧妙地将地球上储量丰富的钙离子填充进这些锂离子空位中，形成了一层特殊的表面钝化层，这一层钝化层不仅能够有效抵抗正极界面间的副反应，抑制氧气的析出，减少材料相变，还能作为“缓冲器”，缓解电池材料外表面与内部晶界的应力，从而显著提升正极材料的稳定性。
据悉，这种全新的“气泡靶向封装+表面钝化”材料界面改性技术，在提升正极材料稳定性方面表现出了卓越的效果。通过测试，科学家们发现，采用这种技术处理后的三元锂电池，在1C倍率、100次循环后，容量保持率高达91.2%。当电压进一步提升至4.8V时，三元锂电正极材料可拥有918Wh/kg的超高能量密度和100次循环后89.5%的优异容量保持率，优于市场主流高镍/超高镍正极材料。
此外，该项技术还表现出了良好的普适性，研究团队发现，不仅三元锂电正极材料可以适用于该界面改性技术，钴酸锂、富锂锰等具有超高能量密度潜力的层状正极锂电材料也均可适用，这一发现为锂电池正极材料的改性提供了新的思路和方法，具有广阔的应用前景。
黄富强教授表示：“这项研究不仅为锂电池正极材料的改性提供了新的思路和方法，也为我们提供了一种从生活中寻找科学灵感的全新视角，我们期待这种技术能够在未来得到更广泛的应用，为新能源汽车、消费电子等领域的发展注入新的活力。”
这一突破性的研究成果已在线发表于材料科学国际顶级期刊《先进材料》，并得到了国内外专家的高度认可。随着该技术的进一步推广和应用，我们有理由相信，它将为锂电池技术的发展注入新的动力，推动新能源汽车等产业的快速发展。
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