由韩国蔚山科学技术院 (UNIST) 的 Hyeon Jeong Lee 教授领导的团队，已经查明了单晶镍锰酸锂 (LNMO) 正极内部开裂的原因，这种正极是高性能电池的关键组件。他们的研究于 2025 年 4 月 11 日发表在《德国应用化学》国际版上，为提高电池耐用性提供了一种解决方案。
单晶正极虽然缺乏导致晶间开裂的晶界，但在快速充电和放电过程中仍然容易出现内部裂纹。该团队发现，不均匀的锂离子扩散会产生局部应力，当超过晶体的强度时，就会导致裂纹。
研究人员将镁引入晶格中，作为结构支撑，抑制离子扩散路径的收缩，并提高锂离子迁移率，从而减少内部应力。实验结果证实，掺镁单晶正极在快速循环下表现出显着的稳定性，并减少了裂纹的形成。
“这项研究清楚地了解了单晶正极的机械退化机制，”Lee 教授说。实验和计算方法的结合，已经建立了一种有效的设计策略，以增强其结构完整性，这对于下一代高性能电池的商业化至关重要。