化学进展

作者：吴涵锋, 邓久帅, 刘晋利, 吴英强, 王莉, 何向明

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1</sup> 中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院 北京 100083,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>2</sup> 清华大学核能与新能源技术研究院 北京 100084,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>3</sup> 南京理工大学材料学院 南京 210094,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>4</sup> 海南大学材料学院 海口 570228

关键词：锂离子电池,高镍三元正极材料,单晶,多晶

基金：国家自然科学基金项目(U21A20170)

随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展，高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6（含）以上的高镍三元材料体系（如LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2）在截止电压为4.3 V（vs Li+/Li）的条件下，可逆比容量超过200 mAh·g−1，是高比容量正极的重要发展方向。然而，多晶三元材料的机械强度和压实密度较低，且颗粒中的一次晶粒间存在各向异性，导致在充放电过程中会在多晶颗粒内产生晶间裂纹，电解液会沿晶间裂纹向颗粒内部渗透，从而加剧电极-电解液副反应、恶化电池的循环性能和安全性能。采用无晶界的单晶结构设计可以减少晶间裂纹的形成、抑制界面副反应和提高循环稳定性。本文将对单晶高镍三元材料的优势与存在问题进行综述，并对其合成方法和改性策略进行分析，最后，对单晶高镍三元材料的应用前景与面临的挑战进行评述与展望。

来源：2024年第6期

《化学进展》期刊编辑部

查看化学进展杂志2024年第6期