美國麻省理工學院的研究人員最近宣布對長循環壽命和高功率磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池有了新的發現。

麻省理工學院(MIT)的研究人員發現，磷酸鐵鋰離子電池電極內部在充電過程中，固溶體區(SSZ)是在富鋰和貧鋰之間的邊界形成的，這一區域充電活動更集中，因為鋰離子從電極中被釋放出來。這一發現將幫助研究人員和制造商制造性能更好的電池，因為由此可以更好地理解電極材料動態過程并進一步優化。

磷酸鐵鋰(LFP)電極充電或放電過程圖。由于鋰離子在充電過程中被分離，形成一個貧鋰磷酸鐵(FP)區域，但在兩者之間有一個固溶體區域(SSZ，暗藍綠色)，這一區域包含有一些隨機分布的鋰原子，不同于鋰原子的原始結晶材料(淡藍色)中的有序數組。

上述發現有助于解決有關磷酸鐵鋰離子電池的一個長期難題：在大塊晶體形式下，磷酸鐵鋰和磷酸鐵(FePO4是充電過程分離出來的)的離子導電性較差。然而，當進行摻雜和碳包覆優化，并在電池中使用納米顆粒后，這種材料表現出非常高的充電速率。

固溶體區類似一個”亞“狀態，在室溫下能夠至少持續幾分鐘，取代LiFePO4和的FePO4之間的明銳界面，明銳界面已被證明含有許多額外線缺陷，被稱為“錯位”，固溶體區就像一個緩沖區，減少“錯位”數量，阻止其伴隨電化學反應向前方移動。