中科院金属所破解正极材料“盲盒”难题，无钴高镍电池实现3分钟快充

【区角快讯】锂离子电池的性能天花板，往往被正极材料死死卡住。容量大小、充电快慢以及寿命长短，这些关键指标背后，藏着科研人员长期以来的困惑：那占比仅约1%的微量元素，究竟该如何挑选与搭配？过去，这更像是一场依赖经验的“试错游戏”，规律模糊不清。如今，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的团队，试图用物理化学的底层逻辑打破这一僵局。

这项发表于10月1日《自然·合成》的研究，提出了一种从微量元素作用规律出发的新策略。团队不再盲目添加元素，而是手握两把“尺子”：一是离子电荷密度，二是金属—氧键合强度。前者关乎锂离子迁移的顺畅度，后者决定晶体骨架的稳固性。基于此，研究人员精准筛选出镁、钙、钛、锆四种元素，各自含量控制在1%左右，成功制备出协同优化的无钴高镍正极材料。

数据不会撒谎。电化学测试结果显示，这种新材料在快速充放电和长循环方面表现惊艳。仅需3分钟超快充，电量便能飙升至近80%；即便在6分钟快速充放电的严苛条件下循环350次，容量保持率依然高达82.4%。更令人瞩目的是其低温性能，由该材料制成的5.74Ah电池，在-20℃的极寒环境中，能量密度仍能达到278.6Wh/kg。

这意味着，寒冷地区的新能源汽车和储能设备，终于有了更靠谱的材料选择。从“经验试错”到“目标导向”，这一转变不仅提升了电池性能，更为正极材料的理性设计指明了方向。当微观世界的元素搭配被精确量化，宏观层面的能源焦虑或许也能随之缓解。