3月17日这天，咱们中国科学院合肥物质科学研究院传来了好消息，把富锂锰基电池的续航能力给大大地提升了。这支由固体所赵邦传研究员牵头的团队和国内学者们一块合作，想出了一个新招。他们用了一种组分梯度的办法，把电池正极材料内部的应力分布还有电子结构都给精准地调控了一下。另外，还给电池弄上了原位磁性技术，这样就能看看材料在化学反应里磁结构是怎么变的。大家都知道，电动汽车跑不远、储能没容量是个大问题，想开发下一代的高能量密度电池正极材料也是当务之急。这种富锂锰基的材料，因为有阴阳离子一起还原的特性，被不少人看好是能让电池能量密度跑到500 Wh kg-1这个档次的好苗子。 不过事情没这么简单，晶格氧也跟着一起反应也带来了不少麻烦，像充电时效率低、电压掉得快、反应慢这些问题都严重拖了后腿。所以要想让这种材料好用起来，就得好好琢磨琢磨怎么控制里面的氧是怎么氧化还原的。为了把这些难题给搞定，研究团队搞了个全浓度梯度的设计。他们合成了一种材料，从中心到表面锰的含量是慢慢减少的，而镍的含量却在增加。这种结构就像是给电池穿了一层保护衣，能把充放电时因为离子脱嵌不均匀造成的应力给分摊掉。实验结果也很给力：在1C的速度下能放出216毫安时每克的电量；到了2C速度下循环200次后容量还能保持在91.8%，性能稳定得很。 为了弄清楚到底是为啥这种梯度设计能让电池这么强，他们还用自己造的高精度电池原位磁性测试系统去观察磁化强度是怎么变化的。结果发现在电压超过4.5伏的高电压阶段（氧还原反应的主导阶段），这种梯度结构的材料磁化强度变化相对平稳。这就说明这个策略确实能有效地调节Mn和O周围的电子结构呢！