破鋰離子電池瓶頸 城大新招電壓衰減近零
香港文匯報訊（記者 高鈺）鋰離子電池廣泛應用於電子設備，而其中富鋰錳基層狀氧化物，因擁有高容量及低成本特性，大有潛力作為鋰離子電池正極材料，然而其電壓衰減問題長期未能解決，對應用構成阻礙。香港城市大學領導的研究團隊運用創新方法，透過增加富鋰錳基正極材料中獨特蜂窩結構的穩定性，令其電壓衰減達至每個循環0.02毫伏近乎零的水平，為全球首創。這項新發展有望大幅提升能源儲存容量，或對未來能源發展產生深遠影響。
有關技術由香港城大物理學系系主任兼講座教授任洋、同系副教授劉奇等領導的團隊研發，成果已於《自然能源》期刊發表。相關論文的第一作者是城大物理學系博士後羅冬、博士生殷子迦、前城大物理學系博士後朱賀，及波特蘭州立大學助理教授夏屹，並有來自中國科學院、清華大學和蘭州大學的研究人員參與。
容量近現時正極材料兩倍
在研究中，為解決電壓衰減的難題，城大團隊向富鋰錳基正極材料加入額外的過渡金屬離子，成功增強蜂窩結構的穩定性。團隊並透過先進的原子尺度測量與計算，發現這些層間過渡金屬離子在蜂窩結構的上方或下方起到「帽子」的作用，可防止陽離子遷移並保持穩定。即使在高截止電壓和整個循環過程中，結構亦能保持完好，確保電池的結構完整性，將電壓衰減壓低至每個循環僅0.02毫伏。
劉奇表示，是次研究解決了富鋰錳基正極的電壓衰減問題，其容量幾乎是廣泛使用的正極材料的兩倍，最終可為更強大和持久的儲能解決方案開闢道路。
有關研究成果對多種應用均有巨大潛力，包括為電動汽車以至便攜式電子產品充電。團隊下一步並將會擴大製造過程，實現大規模電池生產。
