據(jù)外媒報(bào)道，美國萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院（RiceUniversitysBrownSchoolofEngineering）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在磷酸鐵鋰陰極的晶格中放置特定缺陷，能夠拓寬鋰離子行進(jìn)的通道。他們的理論計(jì)算表明，此種電池的性能能夠提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)，并為改進(jìn)其他電池指明了方向。

此類缺陷稱為反位缺陷（antisites），是原子被放置在晶格中的錯(cuò)誤位置時(shí)形成的，例如，當(dāng)鐵原子被放置在理應(yīng)由鋰占據(jù)的位置時(shí)。反位缺陷會(huì)阻礙鋰在晶格中移動(dòng)，通常被認(rèn)為會(huì)對(duì)電池性能造成傷害。

不過，在磷酸鐵鋰電池中，萊斯大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，在陰極中制造很多彎路，讓鋰離子能夠通過更寬的表面到達(dá)反應(yīng)前鋒，有利于改善電池的充放電速率。

萊斯大學(xué)材料科學(xué)家MingTang表示，磷酸鐵鋰被廣泛用作鋰電池的陰極材料，而且也是一個(gè)很好的模型系統(tǒng)，以用于研究電池循環(huán)過程背后的物理學(xué)知識(shí)。

材料科學(xué)和納米工程助理教授Tang表示，在鋰離子插入的過程中，陰極會(huì)從貧鋰狀態(tài)變?yōu)楦讳嚑顟B(tài)。當(dāng)陰極表面反應(yīng)速率非常緩慢時(shí)，鋰只能在相界附近狹窄表面區(qū)域（通道）內(nèi)插入到磷酸鐵鋰中，從而會(huì)限制電池的充電速度。不過，反位缺陷能夠讓鋰更均勻地插入到表面，而邊界就會(huì)移動(dòng)得更快，電池充電速度也會(huì)更快。假如通過施加大電壓讓無缺陷的陰極快速充電，就會(huì)在電池表面局部造成很高的鋰通量，可能會(huì)對(duì)陰極造成傷害，而利用缺陷能夠?qū)囃繑U(kuò)散到整個(gè)陰極表面。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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對(duì)該材料進(jìn)行熱處理，即只加熱不燃燒，能夠控制缺陷的濃度。Tang表示，此種缺陷能夠?qū)崿F(xiàn)更大的陰極粒子，比納米晶體更大，可幫助提升電池的能量密度，減少陰極表面退化。（文中圖片來自萊斯大學(xué)）