長沙理工用鑭鎳鋰氧化物修飾三元材料

2月14日，長沙理工大學副教授李靈均、廈門大學張橋保、美國阿貢國家實驗室陸俊、內布拉斯加大學林肯分校、布魯克海文國家實驗室以及其他合作者通過第一性原理計算為指導，同步合成了鈦摻雜、鑭鎳鋰氧化物包覆的“雙重修飾”富鎳三元材料，具有優異的熱穩定性、結構穩定性及良好的電化學性能。該成果已發佈于《先進功能材料》上。

業內人員都應該知道，高鎳三元材料因可逆容量高、成本低等優勢，而被公認為是最理想的下一代鋰電正極材料之一。可惜，熱穩定性差、內部結構嚴重衰退等問題，阻礙了該材料大規模的應用。因此，其需用鈦與鑭鎳鋰氧化物進行改良。

從分析鈦和鑭在高鎳三元材料表面的遷移勢壘出發，鈦摻入體相而鑭逃離至表面的狀態，為體系能量最低的狀態即穩定狀態。據相關人員表示，長沙理工等研究者合成的“雙重修飾”富鎳三元材料，在60攝氏度高溫迴圈150次後，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。在採用全場透射X射線顯微成像對迴圈前/後的正極材料進行視覺化研究後，它們表明“雙重修飾”可抑制正極材料二次顆粒內微裂紋的產生與迴圈過程中微裂紋擴展，迴圈後富鎳材料二次顆粒間Ni3+的不均勻分佈得到了有效抑制，從而顯著提升了材料二次顆粒的結構穩定性。

總之，該三元材料的發現，將有助於高能量密度鋰離子電池的發展。

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