镍酸锂系正极材料倍率性能的研究进展

为了获得更高的能量密度和更低的成本，高镍化和无钴化成为了镍基正极材料发展的趋势。在各类高镍无钴正极材料中，镍酸锂（LNO）系正极材料因具有较高的能量密度和较低的成本成为了研究的热点，然而其倍率性能较差，难以满足电动汽车、 3C数码产品及储能领域日趋增长的快充需求。因此，如何提高其倍率性能，成为了亟待解决的关键问题。本文从原子-晶体-颗粒尺度出发，系统阐述了Li+/Ni2+混排、相变、非理想化学计量配比、颗粒形貌和界面副反应等因素对LNO系正极材料倍率性能的影响，并归纳出制约倍率性能的三个关键因素：体相结构稳定性、界面结构稳定性和锂离子扩散能力。为提高LNO系正极材料的倍率性能，基于以上制约因素提出结构优化（掺杂改性、包覆改性、结构设计）、体系优化（正极掺混、优化电解液添加剂）和工艺优化（优化合成工艺、优化循环制度）等改性策略。最后，基于LNO系正极材料的发展现状，指出了LNO系正极材料发展过程中面临的新挑战。