团队在高镍层状正极材料表面调控取得进展

目前，相比于商业化高容量Si/C负极材料，正极材料成为了限制锂离子电池性能提升的关键。高镍层状氧化物由于高的质量/体积能量密度、优异的倍率性能及较低的成本优势等，被认为是有希望的下一代高能量锂离子电池正极材料，但是富镍材料表面的结构演变及其与电解液间的副反应成为限制其应用的关键因素。

近期，徐锡金教授团队在富镍层状材料的表面结构的调控取得进展，首先通过电化学惰性的Al³⁺对富镍材料进行了梯度掺杂，构筑了表面Al³⁺富集的富镍材料表面，研究证实该Al³⁺富集表面能够提供其结构稳定性、Li⁺动力学过程及热稳定性，进而表现出显著提高的循环寿命、倍率性能及安全特性，相关研究发表在ACS出版社旗下的ACSSustainable Chemistry & Engineering期刊。其次，通过阳离子的扩散效应，以多壳层前驱体可控制备了梯度结构的高镍层状材料，构筑富Mn的表层结构，可以抑制表界面的副反应，提升Li⁺动力学过程，进而表现出显著改善的电化学特性，这将有助于推动高性能梯度结构富镍层状正极材料的商业化。相关研究发表在ACS出版社旗下的ACS Appl. Mater. Inter.期刊。

本研究工作得到了国家自然科学基金（51672109,）以及山东省自然科学基金（ZR2017BEM010, ZR2016JL015）项目的资助。

Peiyu Hou, Feng Li, Yanyun Sun, MeilingPan, Xiao Wang, Minghui Shao, and Xijin Xu, Improving Li+ Kinetics andStructural Stability of Nickel-Rich Layered Cathodes by Heterogeneous Inactive-Al3+Doping, ACS Sustainable Chem. Eng., 2018, 6 (4), 5653–5661.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.8b00909

Peiyu Hou, Feng Li, Yanyun Sun, Huiqiao Li,Xijin Xu, and Tianyou Zhai, Multishell Precursors Facilitated Synthesis ofConcentration-Gradient Nickel-Rich Cathodes for Long-Life and High-RateLithium-Ion Batteries, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, DOI:10.1021/acsami.8b06286

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b06286