梯度掺杂富锰富锂正极

800圈仅毫伏级衰减

通过Al/Ti元素从表面到体相的梯度掺杂，同时稳定体相结构和界面，解决了富锰正极长循环中电压衰减和容量下降的难题。

Wang, Yinzhong · Liu, Shiqi · 郭现伟 · Wang, Boya · Zhang, Qinghua · Li, Yuqiang · 74010149 · Wang, Guoqing · 谷林 · Yu H.

Journal of Materials Science and Technology 2025

具体参数

能量密度

{'zh': '600', 'en': '600'} Wh kg⁻¹

容量保持率

{'zh': '99.7', 'en': '99.7'} %

电压衰减速率

{'zh': '0.03', 'en': '0.03'} mV cycle⁻¹

技术优势

几乎不衰减

体相梯度掺杂稳定了晶体结构，抑制了氧释放和不可逆相变，使800圈容量保持率高达99.7%，电压衰减仅0.03 mV/圈。

界面更稳

Al和Ti从表面到体相的梯度分布减少了表面副反应，保护了电极/电解液界面，提升了长循环稳定性。

高能量密度做实

通过少量Li₂MnO₃晶畴和梯度掺杂设计，实现了600 Wh kg⁻¹的高能量密度，同时兼顾长寿命。

应用场景

• 储能电池：低成本、高能量密度、长循环，适合大规模储能电站对寿命和成本的双重需求。
• 高能量密度锂电：600 Wh kg⁻¹的能量密度接近固态电池水平，可用作高比能电芯的正极。
• 长寿命储能系统：800圈仅毫伏级衰减的特性，让它在需要20年以上寿命的系统中极具竞争力。
• 固态电池正极：稳定的界面和体相结构设计，使其有可能适配固态电解质，减少界面副反应。