我们就用中国南开大学的科学家做了个试验，他们发现给富锂层状氧化物（LRLO）阴极加微量钨原子，能彻底解决电压衰退问题。钨原子如果不是按常规放进八面体位置，而是插进四面体间隙里，就能发挥神奇的作用。具体来说，他们拿Li₁.₂Mn₀.₆Ni₀.₂O₂当例子，掺了不到1%的钨。通过超高精度的高角度环形暗场成像技术，他们终于看到了钨原子确实进了那个以前没人觉得能站住脚的四面体位置。 这个做法很厉害，每个W⁶⁺原子就像个小炸弹一样把周围2纳米宽的地方都给炸平了。别的掺杂方法往往只能稳住几十个循环，这次却是真正的长久之计。为了对比这效果有多明显，他们分别做了20次和250次充放电实验。结果发现，没掺钨的材料只用了20次蜂窝状结构就没了，而掺了的样品折腾250次还能保持完整。在充电过程中，原位X射线衍射显示晶格应变大大降低了，电子能量损失光谱也证实了氧空位的形成被强烈抑制。 最后通过电化学测试定下来最佳掺杂量是0.75原子百分比。这个浓度下的阴极容量很高，跑了200个循环后电压损失只有0.150伏特。这就好比给电池穿了件防弹衣，既防止了过渡金属乱跑，又拦住了氧气的流失。 eScience 上的报道说，这项研究打破了传统的认知。以前总觉得掺杂剂只能在晶格表面做点文章或者稍微改变点成分就能解决问题，这次却证明了微量元素在原子级尺度下就能产生巨大的结构稳定效果。这种设计原则未来很可能成为所有多层氧化物高能阴极的通用法宝。正是靠着这次突破性的进展，富锂阴极离商业化又近了一大步。