長(zhǎng)沙理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院李靈均副教授團(tuán)隊(duì)與廈門大學(xué)助理教授張橋保、美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室教授陸俊、內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校、布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等海內(nèi)外團(tuán)隊(duì)合作，在高能量密度鋰離子電池雙重修飾富鎳正極材料方面取得了突破性進(jìn)展。近日以長(zhǎng)沙理工大學(xué)為第一單位在國(guó)際權(quán)威期刊《AdvancedFunctionalMaterials》(先進(jìn)功能材料)發(fā)表了題為"SimultaneouslyDualModificationofNi-RichLayeredOxideCathodeforHigh-EnergyLithium-IonBatteries"的研究成果，論文第一作者為長(zhǎng)沙理工大學(xué)在讀碩士研究生楊慧平等，李靈均副教授為論文第一通訊作者。《AdvancedFunctionalMaterials》是德國(guó)Wiley出版社旗下頂級(jí)期刊，在材料化學(xué)領(lǐng)域具有權(quán)威影響力。

長(zhǎng)理研究團(tuán)隊(duì)合成高能鋰離子電池正極新材料

李靈均介紹，鋰離子電池因具有可逆容量高、工作電位高、循環(huán)壽命長(zhǎng)以及自放電小等諸多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種便攜式設(shè)備，并逐步在儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。鋰離子電池的核心技術(shù)是高容量、長(zhǎng)壽命、高安全性正極材料的開發(fā)。在商業(yè)化正極材料中，層狀結(jié)構(gòu)的富鎳三元材料因能量密度高、成本低，越來(lái)越受到市場(chǎng)青睞。然而，富鎳三元正極材料仍存在界面穩(wěn)定性差、二次顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)衰退等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙其規(guī)模化應(yīng)用。

為了讓鋰離子電池有更穩(wěn)定的性能，更廣泛的應(yīng)用，長(zhǎng)沙理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)以鋰離子電池高容量富鎳正極材料為研究對(duì)象，進(jìn)行了歷時(shí)3年實(shí)驗(yàn)與探索，根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果，他們合理設(shè)計(jì)并同步合成了鈦摻雜、鑭鎳鋰氧化物包覆的雙重修飾富鎳三元材料。

該材料展現(xiàn)出了良好的熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及優(yōu)異的電化學(xué)性能。在60攝氏度高溫下，經(jīng)過(guò)150次循環(huán)后，雙重修飾材料的容量保持率比純相富鎳材料提高了近兩倍。對(duì)循環(huán)后材料進(jìn)行透射電鏡分析發(fā)現(xiàn)，雙重修飾能有效抑制富鎳材料在循環(huán)過(guò)程中表面納米尺度的結(jié)構(gòu)退化，從而增強(qiáng)富鎳材料的表面穩(wěn)定性。此外，材料二次顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯著提升。這為鋰離子電池富鎳材料的開發(fā)應(yīng)用提供新的思路和理論指導(dǎo)，助力高能量密度鋰離子動(dòng)力電池發(fā)展。