富鎳三元正極材料因可逆容量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最理想的下一代高能量密度鋰離子動(dòng)力電池正極材料之一。近日，長(zhǎng)沙理工大學(xué)副教授李靈均，與廈門(mén)大學(xué)張橋保等團(tuán)隊(duì)共同合成了鈦摻雜、鑭鎳鋰氧化物包覆的“雙重修飾”富鎳三元正極材料。這種簡(jiǎn)單高效的合成方法有望降低富鎳三元材料的生產(chǎn)門(mén)檻，有助于高能量密度鋰動(dòng)力電池的發(fā)展。

據(jù)了解，界面穩(wěn)定性差、二次顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)衰退等問(wèn)題，阻礙了富鎳三元正極材料的規(guī)?；瘧?yīng)用。該聯(lián)合團(tuán)隊(duì)從分析鈦和鑭在富鎳三元材料表面的遷移勢(shì)壘出發(fā)，發(fā)現(xiàn)鈦摻入體相而鑭逃離至表面的狀態(tài)，為體系能量最低的狀態(tài)即穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果，他們合理設(shè)計(jì)并同步合成了“雙重修飾”的富鎳三元材料。材料展現(xiàn)出了良好的熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及優(yōu)異的電化學(xué)性能。在60℃高溫循環(huán)150次后，雙重修飾材料的容量保持率，比純相富鎳材料提高了近兩倍。在采用全場(chǎng)透射X射線(xiàn)顯微成像對(duì)循環(huán)前/后的正極材料進(jìn)行可視化研究后，團(tuán)隊(duì)證明“雙重修飾”可抑制正極材料二次顆粒內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生與循環(huán)過(guò)程中微裂紋擴(kuò)展，顯著提升材料二次顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。