近日，iChEM研究人員、廈門大學(xué)楊勇教授課題組最近與美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的王豐博士課題組以及阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室KhalilAmine博士課題組等開展緊密合作，在鋰離子電池高鎳正極材料合成研究上取得重要進(jìn)展,有關(guān)成果以論文的形式發(fā)表在AdvancedMaterial,2017,1606715。

發(fā)展能量密度高達(dá)300Wh/kg的電池體系是國(guó)際上非常關(guān)注的新一代鋰離子電池，而高鎳正極材料是其中必不可少的正極材料體系。但是由于高鎳正極材料(尤其是當(dāng)鎳含量高于0.7時(shí))合成較為困難，其容量發(fā)揮和循環(huán)穩(wěn)定均容易表現(xiàn)不佳。該研究工作通過多種譜學(xué)表征技術(shù)，如原位x-射線衍射,x-射線吸收譜，中子衍射譜和高分辨固體核磁譜證實(shí)控制合適的合成溫度(~850oC)和反應(yīng)時(shí)間，可以得到結(jié)晶性好，離子混排度低的LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2的正極材料，在3.0-4.3V電位區(qū)間,10mA/g電流密度條件下，其可逆放電容量可達(dá)197mAh/g，50周的循環(huán)容量保持率可高達(dá)93.5%。在3.0-4.5V的電位區(qū)間，可逆放電容量高達(dá)240mAh/g。該論文同時(shí)還通過合適的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析，詳細(xì)討論了各種制備條件對(duì)高鎳材料晶粒生長(zhǎng)與陽離子混排過程的影響（見附圖）。

該論文第一作者為楊勇教授課題組2015屆畢業(yè)的王大為博士，廈門大學(xué)為共同通訊單位。該論文工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目（No.21233004)，基金委界面電化學(xué)創(chuàng)新群體(No.21621091)、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研發(fā)專項(xiàng)(No.2016YFB0901500)的部份資助。