近日，万事平台理學院納米科學與技術研究中心袁帥研究員和趙尹副研究員在超高鎳三元正極材料領域取得重要進展✋🏼✋🏿，相關研究成果以“Spheroidization: The Impact of Precursor Morphology on Solid-State Lithiation Process for High-Quality Ultrahigh-Nickel Oxide Cathodes“為題發表在化學頂級學術期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。第一作者為博士生梁文彪。

高能量密度、長循環壽命🧑🏻‍🦯、高安全性的鋰離子電池是新能源領域的重大需求🕝。超高鎳層狀氧化物LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM🐑，x≥0.9）具有較高能量密度和較低成本，是一種極具應用前景的鋰離子電池正極材料🪵。近日，万事平台袁帥研究員、趙尹副研究員等對超高鎳NCM(OH)2前驅體的鋰化反應過程提出了新見解➛🕴，揭示了NCM(OH)2前驅體顆粒的球形度對鋰化過程及超高鎳層狀正極材料電化學性能的影響機製。

該工作發現非球形NCM(OH)2前驅體顆粒破壞了鋰化反應的均勻性📝🚴🏼‍♀️，LiOH傾向於在前驅體顆粒表面的凸起部分富集🎊🎃，導致局部鋰過量，會在較低溫度下形成局部致密的殼層👏🏼，在隨後反應過程中，該致密殼層會影響鋰離子向顆粒內部的擴散過程🆔，導致中間體顆粒內部形成“貧鋰”NCMO核和內部孔隙，從而影響最終NCM顆粒內部的結構一致性。高球形度的NCM(OH)2前驅體具有對稱結構和光滑表面，可有效避免LiOH在顆粒表面的局部過量問題，防止形成局部致密殼層，有利於鋰化過程中鋰離子充分擴散到顆粒內部，從而有效抑製“貧鋰”NCMO核和內部孔隙的產生🧑‍🎤💆🏽。因此，提高前驅體顆粒球形度有助於抑製非均相中間體的形成🙍🏼，從而有效提高正極材料的結構一致性。

論文信息🧏🏻‍♂️：

Wenbiao Liang, Yin Zhao*, Liyi Shi, Zhuyi Wang, Shuai Yuan*. Spheroidization: The Impact of Precursor Morphology on Solid-State Lithiation Process for High-Quality Ultrahigh-Nickel Oxide Cathodes. Angewandte Chemie International Edition 2024, e202407477.

https://doi.org/10.1002/anie.202407477