为提升电动汽车续航里程，业界普遍采用高镍正极材料制造电池。然而，高镍含量易导致电池在循环充放电过程中性能快速衰退。由韩国浦项科技大学电池工程系及材料科学与工程系朴圭永教授领导的研究团队证实，这种衰退与材料内部结构畸变产生的“氧空穴”密切相关。相关研究成果已在线发表于《先进功能材料》期刊。

研究团队发现，在正极材料中添加少量铝(Al)元素，能有效抑制氧空穴的形成，从而显著延长电池使用寿命。朴圭永教授表示：“这项研究确定了电动汽车高镍正极材料中结构畸变导致的容量衰减，这将有助于拓展下一代高性能电池的设计可能性。”

随着电动汽车对储能能力需求的增长，提高镍含量已成为提升能量密度的常见方向。但镍含量的增加同时会加速电池容量的衰减。该团队从理论上揭示了其根本机制：充放电过程中自然发生的晶格结构畸变，会形成大量氧空位，进而使晶格氧失稳，缩短电池寿命。

实验表明，用少量铝替代部分镍，可以通过改善氧原子周围的电子环境来稳定电池结构。这种方法成功抑制了氧空穴的生成，并被证实可显著改善电池的循环寿命。这项研究从原子层面阐明了高镍正极性能退化的原因，并提出了一种兼顾能量密度与使用寿命的策略。

朴圭永教授指出：“这项成果提供了一种关键策略，不仅可以延长电池寿命，还可以缓解高镍正极材料中一个关键问题——热失控。我们预计它将对整个可充电电池行业产生重大影响。”该研究被视为一项能同时提升电动汽车电池性能与安全潜力的关键技术探索。

更多信息： 作者：Eunseong Choi 等人，标题：《富镍阴极中双配体空穴的起源及np 6元素的异常诱导效应》，发表于：《先进功能材料》(2025)。期刊信息： 先进功能材料