中国粉体网讯 6月17日，厦门大学材料学院彭栋梁、谢清水团队联合美国西北大学李坚涛博士，在《Nature》期刊上发表研究成果，提出了一种高效快速的化成策略，旨在破解富锂锰基正极材料高容量与长循环性能难以兼顾的难题，为基于富锂层状氧化物正极的锂电池实际应用提供了理论依据和技术路径。
锂离子电池的化成工艺对电池性能和制造成本具有决定性影响。传统化成工艺通常采用低倍率充放电循环，以构建稳定的电极/电解质界面膜，使电池内部化学体系进入稳定高效的工作状态，但该过程不仅耗时耗能，还可能诱发有害副反应。针对这一瓶颈，研究团队对组装的富锂电池实施高速率化成，系统考察了快速化成策略对正极材料首圈及后续长循环过程中结构演变与电化学行为的影响。
研究发现，采用高速率化成时，正极材料中残余的锂离子可通过自钉扎效应有效抑制化成过程中的结构劣化；同时，快速化成阶段诱导的低浓度结构缺陷，能够降低后续更高荷电状态下循环时材料的晶格应变累积。得益于此，电池比容量提升20%，循环性能提升36%。该策略普适性良好，可推广至不同成分的富锂正极材料，并能适配多种电解液体系和负极材料（如石墨、钛酸锂、锂金属等），为富锂正极材料及其器件的产业化开辟了新思路。
富锂锰基材料在高电压下可保持结构稳定，相较常规材料，其优势包括：采用锰元素替代部分钴镍，使成本降低约20%；通过表面包覆技术可缓解电解液副反应，因而受到行业广泛关注。
产业层面，通用汽车近日宣布搁置磷酸铁锂（LFP）低成本铁基电池方案，将研发重心转向富锂锰基（LMR）电池体系。
通用汽车电池业务主管Kurt Kelty表示，富锂锰基电池在美国本土制造成本与磷酸铁锂持平，而同等体积和重量下储能容量更高。此前，通用汽车曾计划为新一代电动车型配套磷酸铁锂电池，并定于2027年末在田纳西州工厂（与韩国LG新能源合资）投产，但如今战略已转向LMR。
此外，通用汽车紧跟福特步伐，在动力电池之外积极投资储能业务。这一系列科研突破与产业动向，正共同推动富锂锰基电池走向商业化应用。
参考来源：厦大科技、财联社等
（中国粉体网编辑整理/乔木）
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