高镍层状正极材料失效机理及其改性研究进展

郑瑶１，李荐１，王利华２（１．中南大学材料科学与工程学院；２．湖南理工学院机械工程学院）

摘要：在现有的商用正极中，富镍层状正极因其高能量密度、较好的倍率性能和合理的循环性能而被广泛应用。目前，Ｃｏ的价格远高于Ｎｉ和Ｍｎ，正极材料的研究正朝着高镍“少钴化”甚至“无钴化”的方向推进。本文主要介绍了近年来高镍层状正极材料的研究进展，旨在为未来高镍正极的设计、开发提供重要线索，并推动其实际应用进程。文中首先介绍了高镍正极材料主要失效机理，包括表面／界面降解、阳离子混合、电极－电解质自发寄生反应、气体析出和晶间／晶内开裂。其次，综述了近些年来对高镍材料进行的体相掺杂、表面包覆、成分调整和形貌工程等方面的改性研究和相关进展。最后，对高镍正极材料未来的研究方向和目前的技术挑战进行了展望。

关键词：锂离子电池；层状正极材料；超高镍；失效；改性