3月17日这天,科学岛上传来了个好消息。赵邦传带着团队的人,还有国内的一帮学者,一块琢磨怎么给富锂锰基电池续航提提速。这种电池正极材料里的氧要是动得太欢脱,容易出乱子,像是充电用不了几次就不灵、电压掉得快、反应也慢腾腾的,或者是里头的金属离子瞎跑乱撞。为了让这材料好用,就得把这氧的氧化还原行为给管起来。中国科学院合肥物质科学研究院里的人说,电动汽车和大规模储能都眼巴巴地盯着高能量密度的电池呢。为了解决这个头疼的问题,研究团队想出了个全浓度梯度的点子,造出了一种材料,里头的锰和镍含量是从颗粒中心往外面逐渐变多或者变少。这么一来,在充放电的时候,锂离子脱嵌不均匀造成的内部应力就没那么严重了,材料也变得更结实了。 大家把这种梯度材料拿去测了个遍。结果挺让人惊喜的,在1C倍率下它能放出216mAh g-1的电,即便以2C倍率跑了200个来回,容量还剩91.8%,看着挺稳定的。至于为啥效果这么好,这事儿得问他们自己研制的那个高精度的电池原位磁性测试系统。这个系统专门盯着材料在充放电时的磁化强度怎么变。研究发现,到了电压超过4.5V的那个阶段,也就是氧负责搞氧化还原的时候,梯度结构的材料里的磁信号变化就比较平稳。这说明梯度策略确实把Mn和O周围的电子结构给调控好了。