我国科学家研制出新型高镍三元正极材料

2023年5月15日讯：云南大学材料与能源学院郭教授团队设计并制备出一种新型高镍三元正极材料，有望用于锂离子电池等多个领域。国际期刊《德国应用化学》发表了相关研究成果。

由于具有较高的放电比容量、较好的循环及热稳定性，新型高镍三元正极材料的研发备受关注。目前这类商业化的产品主要集中在镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂，然而传统高镍三元正极材料循环稳定性、空气稳定性及热稳定性较差，严重阻碍了产业化进程。最新研究表明，高价态元素掺杂形成的新型高镍正极材料，不但能很好地优化一次晶粒的形貌，还能构建结构稳定且不影响锂离子输运的超晶格层，进而很好地消除二次颗粒在充放电过程中形成的微应力，优化锂离子的迁移路径，有效提高正极材料在充放电循环及热失控过程中的结构稳定性。

研究团队成功制备出亚表面具有超晶格、体相掺杂钛、表面包覆锂离子导体的镍钴钼酸锂高镍（镍含量高于90%）正极材料。其独特的结构特征，能从多个方面提高正极材料长循环稳定性，其中纳米级包覆层能抑制电解质与正极材料之间的副反应，超晶格结构能有效稳定脱锂态层状结构，从而抑制表面结构从层状到岩盐相的重构；钛掺杂能增大锂—氧层的层间距，提高电子电导率。这一创新合成策略，也适用于其他新型高镍正极材料的开发，为制备成本更低、循环稳定性更好、能量密度更高的下一代锂离子电池提供新途径。