近年來，鋰離子電池的應(yīng)用取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，上天下海無所不能。尤其是在電動(dòng)汽車和小型電網(wǎng)儲(chǔ)能等方面的應(yīng)用成績斐然。但隨著應(yīng)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(fù)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(dòng)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(yīng)用的主要因素。這和高鎳正極材料的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)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(xué)特性方面的研究，我國取得了新進(jìn)展。
近日，由北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授領(lǐng)導(dǎo)的清潔能源中心研究團(tuán)隊(duì)和美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室王峰和白健明教授合作，運(yùn)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(xué)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(jī)理進(jìn)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(jìn)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(jī)理進(jìn)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(xué)雜志A》。
編輯點(diǎn)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(xué)性能的結(jié)構(gòu)起源和機(jī)理，對于提升高鎳材料的電化學(xué)性能，加快其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，具有十分重要的意義。