高镍三元正极材料失效机制与改性

摘要

高镍三元层状正极材料因具有超高的质量能量密度(250 W·h/kg)、理论比容量(200 mA·h/g)和较低的生产成本(50元/kg),逐渐成为商业新型动力电池正极材料的主要发展方向之一。但因其充放电过程中表面较高的碱含量、Ni^(2+)/Li^(+)阳离子混排、氧缺陷和颗粒开裂等结构问题,容易造成材料相变的发生,从而降低材料的热稳定性能和电化学性能。本文介绍了商业现有锂离子电池正极材料的研究现状及结构和性能指标,总结了高镍三元层状正极材料的容量失效和结构降解机理,重点综述了近三年关于高镍三元层状正极材料表面包覆和体相掺杂的策略,并对高镍三元正极材料在单晶体系、低钴或无钴、电解液添加剂和安全性能等方面的未来发展趋势及实际生产运用进行了展望。