中美团队攻克锂电池电压衰减难题 零热膨胀材料实现100%恢复率

中国科学院宁波材料技术与工程研究所（NIMTE）与美国芝加哥大学合作研究取得重大突破，成功开发出零热膨胀正极（ZTE）材料，可实现对老化锂离子电池的接近100%电压恢复。该成果为解决电池寿命衰减问题提供了创新方案。

技术背景与突破原理

锂离子电池因氧氧化还原（OR）反应可提升30%储能容量，但氧流失与晶格畸变导致电压衰减。研究团队发现富锂氧化物正极材料在150–250°C（302–482°F）呈现反常的负热膨胀（NTE）特性，其源于热驱动无序-有序相变。

“通过调控可逆OR活性，我们实现了材料热膨胀系数在正、零、负状态的精确切换。”研究人员邱宝（音）解释道。团队据此开发出全球首个零热膨胀正极材料，成功抑制电池工作时的热形变。

实验验证与应用前景

采用4V脉冲处理重构电池晶格结构，电压恢复率达接近100%，该技术可使老化电动车电池寿命延长一倍。

随着锂离子电池在电动汽车与电网储能中的广泛应用，此项技术有望提升现有电池系统的经济性与可持续性。