科技日报记者陆成宽

记者17日从中国科学院获悉，我国科研人员在下一代锂电池研究领域取得了突破性进展。他们发现，富锂锰基正极材料在受热时会自动收缩，这种独特特性能够帮助老化的电池恢复电压，让旧电池“返老还童”。此一发现不仅揭示了该材料的工作机制，更为研发更耐用、可自我修复的下一代锂电池提供了全新方向。相关研究成果在线发表于《自然》杂志。

过渡金属和氧活性中心与材料的热膨胀性存在着 intricate 关系，图示了这种关系的示意图。

要解决电动汽车和电动航空器的"续航焦虑"，就必须发展下一代高比能锂电池技术。科学家们将目光聚焦于富锂锰基正极材料，这种材料的电池储电能力可以相比现有电池提高30%，这意味着油箱容量的直接扩大30%，而且锰元素相比钴镍更为经济实惠，因此这种材料可谓是既强大又实惠的"六边形战士"。

虽然富锂锰基正极材料具有超高的放电比容量，但作为一种氧活性正极材料，它在实际应用中仍存在一个严重的问题，即经过多次充放电后，富锂锰基电池的电压会逐渐下降，出现老化现象。这使得富锂锰基电池目前仍然难以获得实际应用。因此，如何让这种富锂锰基电池既保持高能量密度又能长期稳定工作，成为了科学家们亟待解决的难题。

在这项研究中，科研人员揭示了富锂锰基正极材料的一项有趣的性质：在受热时，材料反而会收缩。通过适当的加热，可以将该材料从无序状态恢复到更稳定、能量更低的有序结构，从而导致电池体积缩小，展现出“遇热收缩”的特性。基于此，我们发现了一种新方法，即通过电化学手段让老化的富锂锰基电池实现“逆生长”。

《自然》期刊的审稿人对这项成果给予了高度评价。他表示，这项研究发现了一个具有里程碑意义的现象：在温度或电化学驱动下，富锂锰基正极材料的结构能够从无序态转变为有序态。这一发现不仅超出了传统电极材料结构转变的理论框架，还为理解电极材料的结构-性能关系开辟了新的研究方向。

中国科学家们揭开了让下一代锂电池“返老还童”的奥秘。