成果信息

Ni、Co和Mn元素呈现浓度连续变化的特点。这种特殊设计的正极材料，一方面通过整体的高镍含量有效的保证了材料的高容量；另一方面低镍高锰的颗粒外层组分可以大大改善材料的安全性能和对空气和水分的敏感性；第三方面，包覆层或是整个颗粒中的组分是连续变化的，很好的解决了包覆材料和被包覆材料之间的结构不匹配问题，使得材料在充放电循环过程中结构更稳定。因此，这种特殊设计的材料具有高能量、长寿命和很好的安全性能。)

背景介绍

LiNi1-x-yCoxMnyO2（称为三元材料）是一种性能优良的锂离子电池正极材料。为进一步提高其稳定性，往往需要采用表面包覆处理，传统的包覆是使用稳定性好的化合物如Al2O3、ZrO2、AlPO4等物质，将其颗粒分散均匀覆盖在母体材料颗粒表面。但由于包覆与母体核材料的结构不匹配，使得包覆材料并不能与母体核基体很牢靠的粘合在一起，特别是在经历上百次循环后，包覆层容易脱落。同时，这些包覆层材料的引入会降低材料的活性物质比重，从而减少了材料的放电比容量。 )

应用前景

该项目构造一种具有梯度变化特点的包覆层：以高镍甚至纯镍的材料为核，以保持高容量；以低镍含量的三元材料为壳，以保持循环稳定性。在壳层结构中或是整个颗粒尺寸范围内，利用该技术可以实现高性能三元正极材料的性能提升，应用前景广阔。)