長沙理工大學材料科學與工程學院李靈均副教授團隊與廈門大學助理教授張橋保、美國阿貢國家實驗室教授陸俊、內(nèi)布拉斯加大學林肯分校、布魯克海文國家實驗室等海內(nèi)外團隊合作，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展。近日以長沙理工大學為第一單位在國際權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》（先進功能材料）發(fā)表了題為"Simultaneously Dual Modification of Ni-Rich Layered Oxide Cathode for High-Energy Lithium-Ion Batteries"的研究成果，論文第一作者為長沙理工大學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?！禔dvanced Functional Materials》是德國Wiley出版社旗下頂級期刊，在材料化學領域具有權(quán)威影響力。
　　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)壽命長以及自放電小等諸多優(yōu)點，已廣泛應用于各種便攜式設備，并逐步在儲能和電動汽車領域得到推廣和應用。鋰離子電池的核心技術(shù)是高容量、長壽命、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，越來越受到市場青睞。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)衰退等問題，嚴重阻礙其規(guī)?；瘧?。
　　為了讓鋰離子電池有更穩(wěn)定的性能，更廣泛的應用，長沙理工大學材料科學與工程學院科研團隊以鋰離子電池高容量富鎳正極材料為研究對象，進行了歷時3年實驗與探索，根據(jù)理論計算結(jié)果，他們合理設計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)異的電化學性能。在60攝氏度高溫下，經(jīng)過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。對循環(huán)后材料進行透射電鏡分析發(fā)現(xiàn)，雙重修飾能有效抑制富鎳材料在循環(huán)過程中表面納米尺度的結(jié)構(gòu)退化，從而增強富鎳材料的表面穩(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)應用提供新的思路和理論指導，助力高能量密度鋰離子動力電池發(fā)展。