新材料讓鋰電池容量大幅提升

據美國《科學進展》雜志近日消息，美國西北大學研究團隊研發出一種全新材料，可用于制造性能穩定的大容量鋰電池，從而大幅提升智能手機、電動汽車等的續航時間，甚至可以延長到目前的兩倍多。

鋰電池已是現代高性能電池的代表，應用最為廣泛，其重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。而今消費電子和動力鋰電池對能量密度提升的需求，推動著正極材料不斷進步——通常，人們采用的是鋰、氧和一種過渡金屬的化合物為電池正極，這其中，正是過渡金屬負責儲存和釋放電能，其性質也是電池容量的關鍵。

現階段最常用的過渡金屬是鈷，而此前科學家研究發現，假如用鎂取代鈷，可以在提高容量的同時降低成本，但鎂也有一定缺陷——電池性能退化太快，僅兩輪充放電后就出現大幅下降。

據美國西北大學官方網站介紹，此次團隊研發的新材料是摻有鉻和釩元素的鋰鎂氧化物，其用作鋰電池的正極，電池容量出現了大幅提高，同時兼具性能穩定、不會迅速退化的優點。

西北大學研究小組先是為鋰鎂氧化物材料建立了一個結構模型。該模型詳細到了單個原子，團隊借此分析了全部充放電過程，發現其中的氧也會參和存儲電能，因而容量比以往要大。

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隨后，研究人員嘗試了將不同元素摻入鋰鎂氧化物的方法，以期計算出不同混合物各自的儲能效果。最終他們發現，摻入鉻和釩能在保持電池大容量的同時實現最穩定性能。

研究人員表示，下一步他們將在實驗室中檢驗該新材料的實際應用表現。