高镍层状正极材料在高重量/体积能量密度方面对下一代锂离子电池(LIBs)具有显著优势,可以更好地满足未来电动汽车轻量化和智能化的要求。然而其充放电过程中的多重相转变,晶格氧逃逸以及界面副反应极大地挑战了电池的热稳定性和安全性。基于上述问题,华东理工大学江浩/李春忠课题组实施原位共沉淀策略以获得新型超分散Nb掺杂的高镍正极材料,该正极材料由细长和径向排列的初级粒子紧密堆积组成,富有更强氧稳定性的(001)平面。其独特的微观结构使晶内和晶间应变分布均匀,球形二次粒子稳定,有效抑制了微裂纹的形成,扩展及表面退化。同时,超分散的Nb掺杂有效防止了Li/Ni的无序化和晶格氧逸出,从而进一步增强了正极材料的晶体结构和热稳定性。这些优势使其在各种速率和工作温度下表现出卓越的电化学性能,并在软包全电池中具有出色的循环寿命。因此,该正极材料在0.1C下具有229.0 mAh g-1的高可逆比容量。在软包全电池中,在3.0-4.2 V范围内,在1C条件下500次循环后容量保持率为91.9%,5C条件下2000次循环后容量保持率为80.5%,表现出超长寿命,满足电动汽车的轻量化和智能化的需求。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209357
参考资料:https://clxy.ecust.edu.cn/2023/0106/c13595a151985/page.htm
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