高镍单晶正极材料的锂离子扩散动力学研究进展

高镍正极材料具有高的比能量和较长的循环寿命,是推动锂离子电池技术发展的关键材料之一。传统高镍正极材料的晶粒形貌是二次球粒子,其二次球结构在电化学循环中容易开裂,从而引起电化学性能的衰退和电池安全性问题。单晶化策略能够有效地提升高镍正极材料的长周期循环性能和安全性,缓解高镍正极材料的热稳定性、晶体结构及颗粒结构稳定性等问题。但是缓慢的锂离子扩散动力学导致高镍单晶正极材料倍率性能恶化和材料结构衰退,是高镍单晶正极材料面临的重大挑战。综述比较了单晶正极材料与传统二次球正极材料之间的结构及电化学性能的差异,分析了单晶正极材料稳定性机制,重点阐述了高镍单晶正极材料的缓慢的锂离子扩散动力学对其失效机制的影响,总结了现阶段研究者改善高镍单晶正极材料的锂离子扩散动力学的策略,提出了提升高镍单晶正极材料的锂离子扩散动力学未来的研究重点,为高镍单晶正极材料产业化研究提供理论指导。