近年來，鋰離子電池的應用取得了突飛猛進的發(fā)展，上天下海無所不能。尤其是在電動汽車和小型電網(wǎng)儲能等方面的應用成績斐然。但隨著應用的范圍越廣，人們對其能量密度、循環(huán)性能和倍率性能等方面的要求也越來越高。
在鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，影響它性能提升的因素有很多，正負極材料、隔膜和電解液這四大材料尤為關(guān)鍵。其中，鋰離子電池的正極材料是限制其能量密度提升的重要一環(huán)。
與目前商業(yè)化的鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料相比，高鎳層狀材料具有容量高和成本低的優(yōu)勢，是下一代動力電池正極材料的首選之一。然而，其較差的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能成為制約其商業(yè)化應用的主要因素。這和高鎳正極材料的表面結(jié)構(gòu)和化學特性有很大的關(guān)系。
好消息是，在高鎳正極材料的表面結(jié)構(gòu)和化學特性方面的研究，我國取得了新進展。
近日，由北京大學深圳研究生院新材料學院潘鋒教授領(lǐng)導的清潔能源中心研究團隊和美國布魯克海文國家實驗室王峰和白健明教授合作，運用原位同步輻射X-射線衍射譜、X-射線吸收譜(XPS)、掃描透射顯微鏡-電子能量損失譜(STEM-EELS)結(jié)合電化學表征，對鋰離子電池高鎳層狀氧化物材料在制備過程中的表面重構(gòu)現(xiàn)象及相關(guān)機理進行了深入研究，該工作近日發(fā)表在能源材料領(lǐng)域知名期刊《先進能源材料》(Advanced Energy Materials， IF=24.884)上。
此外，采用同步輻射技術(shù)對鋰電池高鎳層狀氧化物材料在制備過程中表面重構(gòu)對陽離子無序(鋰鎳混排)的影響及機理進行了深入系統(tǒng)的研究，相關(guān)工作發(fā)表在著名期刊《材料化學雜志A》。
編輯點評
目前，高鎳三元材料是電池材料發(fā)展的主流方向之一。研究高鎳材料的表面結(jié)構(gòu)，找出影響其電化學性能的結(jié)構(gòu)起源和機理，對于提升高鎳材料的電化學性能，加快其產(chǎn)業(yè)化進程，具有十分重要的意義。