高鎳層狀正極材料在高重量/體積能量密度方面對下一代鋰離子電池(LIBs)具有顯著優勢,可以更好地滿足未來電動汽車輕量化和智能化的要求。然而其充放電過程中的多重相轉變,晶格氧逃逸以及界面副反應極大地挑戰了電池的熱穩定性和安全性。基于上述問題,華東理工大學江浩/李春忠課題組實施原位共沉淀策略以獲得新型超分散Nb摻雜的高鎳正極材料,該正極材料由細長和徑向排列的初級粒子緊密堆積組成,富有更強氧穩定性的(001)平面。其獨特的微觀結構使晶內和晶間應變分布均勻,球形二次粒子穩定,有效抑制了微裂紋的形成,擴展及表面退化。同時,超分散的Nb摻雜有效防止了Li/Ni的無序化和晶格氧逸出,從而進一步增強了正極材料的晶體結構和熱穩定性。這些優勢使其在各種速率和工作溫度下表現出卓越的電化學性能,并在軟包全電池中具有出色的循環壽命。因此,該正極材料在0.1C下具有229.0 mAh g-1的高可逆比容量。在軟包全電池中,在3.0-4.2 V范圍內,在1C條件下500次循環后容量保持率為91.9%,5C條件下2000次循環后容量保持率為80.5%,表現出超長壽命,滿足電動汽車的輕量化和智能化的需求。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209357
參考資料:https://clxy.ecust.edu.cn/2023/0106/c13595a151985/page.htm
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