高镍三元材料的研究进展

王天宇，王丽，孙伟，吴美荣，杨越 （中南大学资源加工与生物工程学院）

摘要：高镍LiNixCoyMn/Al1-x-yO2 三元材料（高镍材料）因比容量高、能量密度大而成为最具前景的高能量密度锂电池正极材料之一。然而，随着Ni 含量提升，高镍材料的结构、化学和机械稳定性逐渐恶化，严重限制了其产业化安全应用。鉴于此，本文首先对当前高镍材料的合成方法（固相法、溶解凝胶法、水热法、喷雾干燥法及共沉淀法）进行了综述。随后，总结了高镍材料合成、储存及使用过程中的关键失效机制，包括离子混排与不可逆相变、表面残碱与界面副反应、应力诱导微裂纹及过渡金属溶解等，并对其形成原因及演变过程进行了深入剖析；系统总结了高镍材料的主要改性方法，如离子掺杂、表面包覆、核壳/梯度材料设计及单晶材料设计等。最后，对高镍材料的未来发展及改进方向进行了展望。本文通过系统总结高镍材料的研究进展和不足，旨在为高能量密度型高镍材料的产业化制备及安全应用提供理论参考。

关键词：高镍材料；合成方法；失效机制；改性方法；协同改性