发生了什么
- 上海复旦大学与新南威尔士大学的一个团队于2026年10月28日在《科学进展》(Science Advances)在线发表了一种稳定固态电池中富锂正极的方法。
- 这项他们称为“包覆、烧结、洗涤”的技术,首先在正极颗粒上涂覆钨酸铵前驱体。烧结时,钨进入晶格,起到“化学铆钉”的作用,使氧的化学反应更具可逆性。
- 最后的洗涤步骤把表面重建为尖晶石层,抑制氧的释放和材料的分解。
- 这款固态电池在0.5 C、25 °C下循环500次后保留了80%的容量,在0.1 C、40 °C下可逆容量为每克278.2 mAh。
为什么重要
- 富含锂和锰的层状氧化物比商用正极储存更多能量,但它们在高电压下会释放氧,并在与固态电解质的界面处发生退化。这两个问题一直制约着它们的应用。
- 这一方法同时解决了这两个问题,既在材料内部,也在材料表面。
- 一块采用硅负极的软包电池达到了每千克543 Wh,能量密度高于当前电动汽车所用的锂离子电池。
- 该正极依赖锰,这种金属比钴或镍更丰富、更便宜。
关键数字
543 Wh/kg。 这是采用硅负极的软包电池的能量密度,面容量为每平方厘米4.55 mAh。
背景
固态电池用固体电解质取代可燃的液态电解质。它们承诺带来更高的安全性和更多的能量,但大规模制造仍然昂贵,高能量材料也会很快退化。
Mamífero一直关注这项技术:Saft在波尔多开设了首条面向航空的固态电池生产线。在其他化学体系方面,一种可回收的硫液流电池保持了98.1%的容量。快充也在进步,比如奇瑞的1.44 MW充电器。商业上的发展也并不总是跟得上:Sonnen在德国申请破产。
接下来
- 作者把这一方法称为可扩展的框架。它仍需在更大的电池中、并经历比电动汽车要求更多的循环来检验。
- 500次循环后保留80%是实验室结果。车辆需要的循环次数是这一数字的好几倍。
- 对生产锂和锰的国家来说,更多用锰、更少用钴的正极,开辟了另一条需求路径。
一句话总结
这项工作用一道工艺修复了阻碍富锂正极发展的两个缺陷。543 Wh/kg这个数字引人注目,但它来自一块实验室电池。下一步是证明这种材料在实验室之外也能撑过数千次循环。
来源
- Ying, J., Liu, G., Wang, B. 等,“A unified lattice–surface engineering strategy stabilizing oxygen redox in Li-rich cathodes for all-solid-state batteries”,Science Advances,2026年10月28日在线发表,DOI 10.1126/sciadv.aei9538。日期和摘要已在Crossref上核实。
- 封面图片:Sevenethics,CC0,来自 Wikimedia Commons
编辑:Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实:谁在写这些笔记。
