麻省理工学院的研究人员最近宣布对长循环寿命和高功率磷酸铁锂(LiFePO4)电池有了新的发现。
麻省理工学院(MIT)的研究人员发现，磷酸铁锂电池电极内部在充电过程中，固溶体区(SSZ)是在富锂和贫锂之间的边界形成的，这一区域充电活动更集中，因为锂离子从电极中被释放出来。这一发现将帮助研究人员和制造商制造性能更好的电池，因为由此可以更好地理解电极材料动态过程并进一步优化。
磷酸铁锂(LFP)电极充电或放电过程图。由于锂离子在充电过程中被分离，形成一个贫锂磷酸铁(FP)区域，但在两者之间有一个固溶体区域(SSZ，暗蓝绿色)，这一区域包含有一些随机分布的锂原子，不同于锂原子的原始结晶材料(淡蓝色)中的有序数组。
上述发现有助于解决有关磷酸铁锂电池的一个长期难题：在大块晶体形式下，磷酸铁锂和磷酸铁(FePO4是充电过程分离出来的)的离子导电性较差。然而，当进行掺杂和碳包覆优化，并在电池中使用纳米颗粒后，这种材料表现出非常高的充电速率。
固溶体区类似一个”亚“状态，在室温下能够至少持续几分钟，取代LiFePO4和的FePO4之间的明锐界面，明锐界面已被证明含有许多额外线缺陷，被称为“错位”，固溶体区就像一个缓冲区，减少“错位”数量，阻止其伴随电化学反应向前方移动。