中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心团队10月1日在《自然·合成》发表研究成果，提出了一种基于物理化学机制的微量元素筛选策略，推动锂离子电池正极材料设计从“经验试错”迈向“目标导向”。

锂离子电池的性能很大程度上取决于它的正极材料。针对锂离子迁移慢、材料结构不稳定两大难题，团队提出针对性元素筛选方法：选择离子电荷密度较低的元素（如镁、钙），降低锂离子迁移阻力；选择与氧结合更牢固的元素（如钛、锆），增强晶体骨架稳定性。

基于该策略，团队协同引入镁、钙、钛、锆四种元素，制备出多元微量元素掺杂的无钴高镍正极材料。测试显示，该材料仅需3分钟超快充，电量即可达到近80%；在6分钟快速充放电条件下循环350次后，容量保持率仍达82.4%。采用该材料制备的5.74Ah（安时）电池在零下20摄氏度低温下，能量密度仍达278.6Wh/kg（瓦时/千克），为寒冷地区新能源汽车和储能设备的应用提供了新选择。