镍酸锂系正极材料倍率性能的研究进展

作     者：王峰 赵桓 吴红峰 田俊行 孙学义 庄卫东 Wang Feng;Zhao Huan;Wu Hongfeng;Tian Junhang;Sun Xueyi;Zhuang Wei-dong

作者机构：北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学稀贵金属绿色回收与提取北京市重点实验室北京100083 有研科技集团有限公司稀土材料国家工程研究中心有研稀土新材料股份有限公司北京有色金属研究总院北京100088 中国石油天然气股份有限公司北京100010 

基　　金：中国科学技术部(国家高层次人才专项支持计划) 中央高校基本科研业务费资助项目(06500177) 国家自然科学基金委员会联合基金项目(U1764255)资助 

出 版 物：《中国稀土学报》 (Journal of the Chinese Society of Rare Earths)

年 卷 期：2023年第41卷第3期

页      码：497-519,I0003页

摘      要：为了获得更高的能量密度和更低的成本,高镍化和无钴化成为了镍基正极材料发展的趋势。在各类高镍无钴正极材料中,镍酸锂(LNO)系正极材料因具有较高的能量密度和较低的成本成为了研究的热点,然而其倍率性能较差,难以满足电动汽车、3C数码产品及储能领域日趋增长的快充需求。因此,如何提高其倍率性能,成为了亟待解决的关键问题。本文从原子-晶体-颗粒尺度出发,系统阐述了Li^(+)/Ni^(2+)混排、相变、非理想化学计量配比、颗粒形貌和界面副反应等因素对LNO系正极材料倍率性能的影响,并归纳出制约倍率性能的三个关键因素:体相结构稳定性、界面结构稳定性和锂离子扩散能力。为提高LNO系正极材料的倍率性能,基于以上制约因素提出结构优化(掺杂改性、包覆改性、结构设计)、体系优化(正极掺混、优化电解液添加剂)和工艺优化(优化合成工艺、优化循环制度)等改性策略。最后,基于LNO系正极材料的发展现状,指出了LNO系正极材料发展过程中面临的新挑战。

主 题 词：锂离子电池 高镍 无钴 镍酸锂系正极材料 倍率性能 

学科分类：0808[工学-自动化类] 081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11785/S1000-4343.20230309

馆 藏 号：203122196...