觀點網訊：10月4日消息，據環球時報報道，近日，中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心科研團隊提出鋰電正極材料設計新策略，通過有針對性地篩選和搭配微量元素，同步改善無鈷高鎳正極材料的鋰離子傳輸能力和結構穩定性。相關成果10月1日在國際學術期刊《自然·合成》發表。

為提升正極材料性能，科研人員常在正極材料中加入少量特定元素，每種添加量約1%，卻可影響鋰離子的運動方式和晶體結構，進而影響電池容量、快速充放電和循環壽命。但這一元素究竟該選誰、為何選、不同元素如何搭配及分別起什麼作用，背後規律並不清楚。針對這些問題，該團隊提出從微量元素物理化學作用規律出發的正極材料設計新策略，推動正極材料探索從“經驗試錯”走向“目標導向”。

此次研究團隊提出了兩把篩選元素的“尺子”：離子電荷密度和金屬—氧鍵合強度。兩方面協同作用，使材料能夠兼顧快速傳輸與結構穩定。研究團隊篩選出鎂、鈣、鈦、鋯四種元素，製備出多元微量摻雜的無鈷高鎳正極材料。

據環球時報報道，電化學測試顯示，僅需3分鐘超快充，電量即可達到近80%；在6分鐘快速充放電條件下循環350次後，容量保持率仍達82.4%。採用該材料製備的5.74 Ah電池在−20 ℃低溫下仍可實現278.6 Wh/kg的能量密度。