由韓國蔚山科學技術院 (UNIST) 的 Hyeon Jeong Lee 教授領導的團隊，已經查明了單晶鎳錳酸鋰 (LNMO) 正極內部開裂的原因，這種正極是高性能電池的關鍵組件。他們的研究於 2025 年 4 月 11 日發表在《德國應用化學》國際版上，為提高電池耐用性提供了一種解決方案。
單晶正極雖然缺乏導致晶間開裂的晶界，但在快速充電和放電過程中仍然容易出現內部裂紋。該團隊發現，不均勻的鋰離子擴散會產生局部應力，當超過晶體的強度時，就會導致裂紋。
研究人員將鎂引入晶格中，作為結構支撐，抑制離子擴散路徑的收縮，並提高鋰離子遷移率，從而減少內部應力。實驗結果證實，摻鎂單晶正極在快速循環下表現出顯著的穩定性，並減少了裂紋的形成。
“這項研究清楚地了解了單晶正極的機械退化機制，”Lee 教授說。實驗和計算方法的結合，已經建立了一種有效的設計策略，以增強其結構完整性，這對於下一代高性能電池的商業化至關重要。