可充电电池是能源转型的关键要素，尤其是现在越来越多的可再生能源可用。在众多类型的可充电电池中，锂离子电池是最强大和使用最广泛的电池之一。为了将它们电连接起来，通常使用层状氧化物作为电极。然而，当电池充电时，它们的原子结构会变得不稳定。这最终会影响电池的循环寿命。

局部无序性

为了解决这个问题，代尔夫特理工大学的“电化学能存储”小组与国际研究人员合作。该论文的主要作者王启迪说：“用作锂离子电池阴极材料的层状氧化物排列整齐。我们进行了结构设计研究，通过改进的合成方法将化学短程无序引入这种材料。因此，它在电池使用过程中变得更加稳定。”

循环寿命更长，充电时间更短

结构稳定性的改善使电池在 200 次充电/放电循环后的容量保持率几乎翻了一番。此外，这种化学短程无序增加了电极中的电荷转移，从而缩短了充电时间。该团队展示了成熟的商用阴极(如锂钴氧化物 (LiCoO 2 ) 和锂镍锰钴氧化物 (NMC811))的这些优势。

关键材料

研究结果可能带来新一代锂离子电池，其制造成本更低，每单位能量在其使用寿命内产生的二氧化碳排放量更小。该团队接下来将研究是否可以使用相同的材​​料设计原理来制造不那么稀缺的原材料阴极。“钴和镍都是能源技术的关键材料，减少这些材料在电池中的使用将是一件好事，”该论文的资深作者 Marnix Wagemaker 说。