申晓宇，乔荣涵，岑官骏，田孟羽，季洪祥，田 丰，起文斌，金 周，武怿达，詹元杰，闫 勇，贲留斌，俞海龙，刘燕燕，黄学杰

（中国科学院物理研究所，北京100191）

1 正极材料

1.1 层状氧化物正极材料

Ryu等[1]设计了一种混合结构Li[Ni0.9Co0.045Mn0.045Al0.01](HS-NCMA90)高镍正极材料，由内部Li[Ni0.92Co0.04Mn0.03Al0.01]O2和外侧缓冲层Li[Ni0.845Co0.067Mn0.078Al0.01]O2构成。外侧缓冲层由径向排列、尺寸细化的一次颗粒构成，允许一次颗粒均匀收缩，并且因内外两部分结构构成产生的独特应力状态，使得外层区域会向内部施加压缩应力，从而抑制裂纹从内部向外表面的扩展。经微结构工程改性的HS-NCMA90在保持高能量密度的同时，显著提高了循环性能。Chu等[2]考虑到对于高镍三元正极中不稳定氧的氧化会导致结构不可逆的转变，故采用适量的W掺杂，强化了LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)的热稳定性且提升了其在4.5 V 下的电化学性能。实验和理论计算结果表明，W最倾向于占据Co位，使得NiO6八面体中O周围的平均电荷变得更负，从而成功地抑制了晶格氧的释放，提升了深度脱锂态下晶体结构的稳定性。另外，W 掺杂轻微降低了锂离子迁移的能垒，从而促进了锂离子的扩散动力学，并且对循环后电极的表征发现，W掺杂后长循环下晶体膨胀和微裂纹的形成均被抑制。Jung等[3]对高镍三元正极进行了P 掺杂和B 掺杂，均形成了织构化微结构，有效地抑制了微裂纹的形成，提高了循环稳定性。通过原位/非原位多尺度X射线光谱分析、显微成像和气体分析，结果发现相比于P掺杂，B掺杂高镍正极展现出更优异的循环性能，是因其特定的一次晶粒晶面取向，展现出更多稳定的晶面，有效抵抗了氧的释放。……