锂离子电池富镍正极基础科学问题：关键元素掺杂及其作用机理

富镍层状氧化物因其相对较高的比容量成为高能量密度锂离子电池的首选正极,进一步提高Ni含量,材料特性趋向于LiNiO₂,电化学和结构稳定性恶化。晶格元素掺杂是提升LiNiO₂稳定性的有效策略。厘清LiNiO₂正极材料结构并明晰掺杂元素对其影响及规律,对开发Ni含量大于90%的富镍正极材料具有重要意义。本文首先介绍了LiNiO₂材料结构及面临的稳定性问题。然后综述了Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、W等典型掺杂元素对LiNiO₂的影响及规律,并讨论了阴离子和多元素掺杂以及有潜力的掺杂元素。本文旨在对LiNiO₂掺杂提供一个新的视角,以期使用更有效的掺杂方案开发可用于动力电池的高容量稳定的富镍正极材料。     

锂离子电池富镍正极基础科学问题:晶粒形态及组装方式调控

晶粒辐射状组装的富镍正极具有较常规无序多晶更优的断裂韧性和Li+扩散速率，是快充长寿命锂离子电池理想的正极材料。近年来，部分研究者报道了系列富镍正极晶粒形态及组装方式调控研究进展，所开发的辐射状富镍正极性能优异，代表着全球顶尖水平，且相关技术应用于韩国电池巨头LG化学。然而，高度辐射状富镍正极材料的合成在国内尚处于起步阶段，且尚无合成辐射状富镍正极所需晶粒形态及组装方式调控的系统阐述。本文首先介绍富镍正极晶粒形态及组装方式调控的必要性；再综述了晶粒辐射状富镍正极所需前驱体沉淀结晶与其受控锂化的研究进展，并对沉淀及高温煅烧结晶调控晶粒形态及组装方式所涉及机制进行了分析，以期为国内相关专业人员开发高端富镍正极材料提供参考。