12月30日，美國阿貢國家實驗室與芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的研究人員宣布，他們解開了高鎳鋰離子電池老化的謎團，這一發(fā)現(xiàn)可能重塑未來電動汽車電池的設(shè)計。研究聚焦于單晶正極的高鎳鋰離子電池，這類電池曾被認為更安全、續(xù)航更久。然而，即使沒有多晶材料中常見的晶界，單晶電池仍然會出現(xiàn)老化現(xiàn)象。研究團隊通過先進的同步輻射X射線技術(shù)和高分辨率電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)，單晶正極的開裂是由反應(yīng)不均勻性引起的，不同區(qū)域的反應(yīng)速率差異導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力，從而引發(fā)破裂。

研究還顛覆了人們對電池材料的傳統(tǒng)認知，揭示了鈷元素在單晶正極中能提升電池耐用性，而錳元素則會造成更嚴重的力學(xué)損傷。這一發(fā)現(xiàn)不僅為研發(fā)更安全、更耐用的電池提供了技術(shù)路線圖，也指出了尋找低成本替代材料的重要性，以復(fù)刻鈷元素的穩(wěn)定效果而不增加電池生產(chǎn)成本。