自然界中大多数物质遵循“热胀冷缩”的原理，但也有一些物质表现出“热缩冷胀”的特性，例如冬天水管中的水结冰后体积增大，可能导致水管破裂。

　　近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室的研究团队取得了突破性发现：富锂锰基正极材料（简称富锂材料）在受热时会收缩。他们利用这一独特特性，成功实现了老化电池的“返老还童”，为开发更持久耐用的锂电池提供了创新思路。这一重要研究成果于北京时间4月16日晚在线发布于国际顶级学术期刊《自然》。

【一次意外的科学探索】

　　随着电动汽车和低空经济的蓬勃发展，长续航动力电池的需求日益迫切。富锂材料因其能直接将电池能量密度提升30%以上，远超当前商业化的磷酸铁锂和三元材料，并且具有显著的成本优势，被视为突破动力电池比能量极限的关键材料之一。

　　然而，富锂材料在多次充放电后，其内部晶体结构会从有序逐渐转变为无序，导致电池电压降低，即电池“老化”，这限制了富锂锰基电池的实际应用。

　　“我们偶然发现了一个有趣的现象：富锂材料在受热时会收缩。”论文共同通讯作者、中国科学院宁波材料所研究员刘兆平表示，他们利用上海同步辐射光源，清晰地观察到了这种材料加热后的结构变化。

　　论文共同第一作者、中国科学院宁波材料所副研究员邱报指出，关于这一“热缩”现象，很多人好奇这是偶然观测到的还是理论预测的结果。他坦言：“这是一个不经意的发现，但偶然中蕴含着必然，它是基于我们无数次实验的结果。”

　　同样，研究团队提出的富锂锰基电池“返老还童”修复策略也是偶然与必然的结合。在实验中，他们发现，在不充满电（如保持30%的电量）的条件下持续循环数次后，富锂材料的结构可以从无序“重置”为有序，从而使老化电池的电压恢复到接近100%。

【预计2027年实现初步商业化】

　　随着人工智能技术的飞速发展，材料设计正朝着“按需定制”的新方向迈进。对于这一能够显著延长富锂锰基电池寿命的“返老还童术”，《自然》期刊的审稿人给予了高度评价：它不仅推动了电池领域的基础科学进展，其原创性和普适性还为功能材料的设计提供了新的指导原则，具有重要的跨学科意义。

　　自2001年富锂材料被发现以来，已经过去了24年。国际预测显示，到2027年，富锂锰基电池有望实现初步商业化，并在2030年实现规模化应用。

　　“我们正在积极推进这一技术的验证和应用，从去年开始已经与下游企业进行了对接。”刘兆平说。

（文章来源：上观新闻）