超高鎳三元正極材料是極有可能大規(guī)模應(yīng)用的正極材料之一。為解決現(xiàn)有三元正極材料的一些缺陷，物理與電子信息工程學(xué)院、高科院《高原綠色能源研發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)》后小毅老師課題組提出了一種Mn/Al組合的高鎳無鈷LiNi0.90Mn0.06Al0.04O2 (NMA)正極材料，其在2.5~4.5 V電壓范圍內(nèi)，0.5 C倍率下循環(huán)100次后容量保持率可達(dá)93.3%，優(yōu)于富鈷LiNi_0.90Co_0.1O₂ (NC，85.9%)和少鈷LiNi_0.90Mn_0.06Co_0.04O₂ (NMC，69.9%)正極材料。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，Mn/Al組合的NMA不僅具有完整的層狀結(jié)構(gòu)，而且進(jìn)一步細(xì)化了材料的一次粒子，極大地提高了其循環(huán)穩(wěn)定性。通過分析高壓充放電過程中的dQ dV^-1和放電曲線發(fā)現(xiàn)，富鈷NC經(jīng)歷了嚴(yán)重H2-H3相變，且極化較大，相比之下，少鈷NMC次之，無鈷NMA則最小，說明Co可能在高電壓下對(duì)層狀結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的破環(huán)能力。

這項(xiàng)工作為下一代鋰離子電池新型高鎳無鈷正極材料的開發(fā)提供了依據(jù)，相關(guān)成果以“High-Nickel and Cobalt-Free Layered LiNi_0.90Mn_0.06Al_0.04O₂ Cathode for Lithium-Ion Batteries”發(fā)表于國際知名期刊Ceramics International（中科院SCI 一區(qū)），第一作者為物理與電子信息工程學(xué)院20級(jí)碩士研究生席儒恒、通訊作者為后小毅老師。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.08.228