锂离子电池成本的约75%源于材料，其中正极部分通常占材料总成本的一半。德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的研究团队近期在《自然·能源》期刊发表观点文章，系统梳理了影响氧化物正极性能的化学因素，为开发更具成本效益的电池材料提供了理论框架。

沃克机械工程系教授阿鲁穆甘·曼西拉姆长期从事电池化学反应研究，自20世纪80年代起在该领域积累了大量研究经验。他指出，尽管其他电池技术不断涌现，锂离子电池仍将在可预见的未来占据主导地位。针对正极材料成本高企的问题，曼西拉姆团队聚焦于氧化物正极的电子构型、化学键合与化学反应性三个核心要素，阐释了这些因素如何共同决定电池的工作电压、热稳定性及循环寿命。

氧化物正极主要由镍构成，并包含锂和钴等开采矿物，这些材料的供应链易受外部因素影响。曼西拉姆表示，正极材料的研发需要深厚的化学与物理基础知识支撑。研究团队通过实验表征产生复杂数据集，并借助机器学习算法解析材料特性，加速预测可供实验验证的新候选化合物。谷歌DeepMind的GNoME项目此前已预测了数百种可能作为锂离子导体的新型化合物，这类数据驱动方法为材料探索提供了新工具。

研究同时指出，推进技术发展需要减少钴的使用量，并克服镍含量增加带来的不稳定性问题。曼西拉姆强调，基础研究的目标是发明材料和工艺，后续由产业界完成规模化实施。该团队正探索用硫或钠等更丰富的元素制备电池，相关技术仍处于原型阶段。曼西拉姆说：“在实验室里做是一回事，把它制造出来，拿到手里使用又是另一回事。”

该研究依托德克萨斯材料研究所的设施开展表征实验，通过反复实验生成数据以训练机器学习模型。曼西拉姆表示，氧化物正极的研究涉及大量基础知识，理解这些材料的混合方式对于满足未来市场需求、降低成本和确保安全性至关重要。

出版详情：作者：Arumugam Manthiram等人，标题：控制电池中氧化物阴极行为的化学因素，发表于：Nature Energy (2026)。期刊信息：《自然能源》