2月14日，長沙理工大學(xué)副教授李靈均、廈門大學(xué)張橋保、美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室陸俊、內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校、布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室以及其他合作者通過第一性原理計(jì)算為指導(dǎo)，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(yōu)異的熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及良好的電化學(xué)性能。該成果已發(fā)布于《先進(jìn)功能材料》上。
業(yè)內(nèi)人員都應(yīng)該知道，高鎳三元材料因可逆容量高、成本低等優(yōu)勢，而被公認(rèn)為是最理想的下一代鋰電正極材料之一?？上В瑹岱€(wěn)定性差、內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重衰退等問題，阻礙了該材料大規(guī)模的應(yīng)用。因此，其需用鈦與鑭鎳鋰氧化物進(jìn)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(fā)，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)。據(jù)相關(guān)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。在采用全場透射X射線顯微成像對(duì)循環(huán)前/后的正極材料進(jìn)行可視化研究后，它們表明“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)過程中微裂紋擴(kuò)展，循環(huán)后富鎳材料二次顆粒間Ni3+的不均勻分布得到了有效抑制，從而顯著提升了材料二次顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
總之，該三元材料的發(fā)現(xiàn)，將有助于高能量密度鋰離子電池的發(fā)展。
