随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6(含)以上的高镍三元材料体系(如LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2),LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)和LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05...随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6(含)以上的高镍三元材料体系(如LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2),LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)和LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2))在截止电压为4.3 V(vs Li^(+)/Li)的条件下,可逆比容量超过200 m Ah·g^(-1),是高比容量正极的重要发展方向。然而,多晶三元材料的机械强度和压实密度较低,且颗粒中的一次晶粒间存在各向异性,导致在充放电过程中会在多晶颗粒内产生晶间裂纹,电解液会沿晶间裂纹向颗粒内部渗透,从而加剧电极-电解液副反应、恶化电池的循环性能和安全性能。采用无晶界的单晶结构设计可以减少晶间裂纹的形成、抑制界面副反应和提高循环稳定性。本文将对单晶高镍三元材料的优势与存在问题进行综述,并对其合成方法和改性策略进行分析,最后,对单晶高镍三元材料的应用前景与面临的挑战进行评述与展望。展开更多
文摘随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6(含)以上的高镍三元材料体系(如LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2),LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)和LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2))在截止电压为4.3 V(vs Li^(+)/Li)的条件下,可逆比容量超过200 m Ah·g^(-1),是高比容量正极的重要发展方向。然而,多晶三元材料的机械强度和压实密度较低,且颗粒中的一次晶粒间存在各向异性,导致在充放电过程中会在多晶颗粒内产生晶间裂纹,电解液会沿晶间裂纹向颗粒内部渗透,从而加剧电极-电解液副反应、恶化电池的循环性能和安全性能。采用无晶界的单晶结构设计可以减少晶间裂纹的形成、抑制界面副反应和提高循环稳定性。本文将对单晶高镍三元材料的优势与存在问题进行综述,并对其合成方法和改性策略进行分析,最后,对单晶高镍三元材料的应用前景与面临的挑战进行评述与展望。
