據(jù)外媒報道,，阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）的研究人員與美國西北大學(xué)的沃爾弗頓（Wolverton）小組開展合作,，共同研發(fā)了鋰鐵氧化物充電電池（鋰離子鐵氧化物電池,，rechargeable lithium-iron-oxide battery）,。相較于常見的鈷酸鋰電池（鋰鈷氧化物充電電池,，lithium-cobalt-oxide counterpart），其鋰離子的移動量更大,，這是由于其電容量較大,，從而延長電動車的續(xù)航時間。

　　該研究獲得了美國能源部旗下的能源前沿研究中心（Energy Frontier Research Center）項目的支持,，并將其研究結(jié)果發(fā)布到《自然能源（Nature Energy）》中,，沃爾弗頓實驗室博士生Zhenpeng Yao及阿貢實驗室博士后研究員Chun Zhan為該研究論文的第一作者（first authors）。沃爾弗頓與Yao負責(zé)計算研發(fā),，而阿貢實驗室則負責(zé)該研究的實驗環(huán)節(jié),。

　　在電池的充放電過程中，鋰離子會在陽極與陰極間的往復(fù)移動,。當(dāng)電池充電時,，鋰離子回到陽極并存儲在該處。該電池的陰極則由復(fù)合物制成,，其包含了鋰離子,、過渡金屬（transition metal）及氧元素。

　　通常,，過渡金屬則選用鈷,，當(dāng)鋰離子從陽極與陰極往復(fù)移動時，可高效存儲并釋放電能,。陰極的電容量受限于過渡金屬的電子數(shù)量,，前者將參與電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。

　　鈷酸鋰電池已在市場上出售了20年,，然而,，經(jīng)常長期研究后，研究人員發(fā)現(xiàn)另一款價格相對便宜,、電量更高的充電電池,。沃爾弗頓實驗室的研究團隊在普通鈷酸鋰電池的基礎(chǔ)上提升其性能，主要運用了以下兩種新策略：用鐵元素替代鈷元素,、迫使氧元素參與化學(xué)反應(yīng),。

　　若能存儲氧元素并釋放電能，電池電量自然就會提升,，可存儲,、利用更多的鋰離子。盡管其他研究團隊也曾做過同類研究,，但鮮有成功者,。

　　通過數(shù)值計算，沃爾弗頓與Yao發(fā)現(xiàn)了新配方,，且該配方的化學(xué)反應(yīng)是可逆的,。首先，研究團隊用鐵元素替代鈷元素，因為鐵元素是化學(xué)周期表中價格最便宜的一款金屬元素,。隨后,，通過運算，他們發(fā)現(xiàn)了鋰,、鐵及氧離子的正確平衡配比,，使氧離子與鐵離子能同時推動可逆反應(yīng)，不會引起氧氣脫出,。

　　更重要的是,，該款電池一開始就有4個鋰離子，而非1個,，將提升電池的容量,。而鐵與氧將驅(qū)動電池發(fā)生反應(yīng)，實現(xiàn)四個鋰離子在電池陽極與陰極間的往復(fù)移動,。

　　沃爾弗頓為此申請了一項專利,。該團隊接下來將采用其他復(fù)合物，嘗試該策略是否依然能奏效,。