近日，我院镁锂所科研团队在锂离子电池高镍正极材料方面取得重要进展。程续副研究员为第一作者，梁明教授为通讯作者，在国际著名能源期刊Journal of Power Sources (IF: 9.2，Top)上发表题为 “The dual modification of La and Zr of Ni-rich cathodes for improved cycling stability at elevated voltage and temperature” 的研究论文。

论文内容摘要

　　在当今电动汽车行业迅猛发展的背景下，动力电池的性能成为了制约其进一步发展的关键因素。锂离子电池作为电动汽车动力来源的首选，其性能的提升在很大程度上依赖于正极材料的优化。高镍层状氧化物正极材料以其卓越的能量密度和成本效益，逐渐在电动汽车动力电池市场中占据主导地位。然而，随着镍含量的增加，尤其是当镍组分超过0.8时，材料的循环稳定性显著降低，这限制了其在实际应用中的广泛推广。

　　针对这一挑战，西北有色金属研究院镁锂所科研团队以前瞻性的视角，提出了一种创新性的解决方案。该团队开发了一种La4NiLiO8包覆和Zr4+掺杂双重改性策略，以增强高镍材料的结构和界面稳定性。这种修饰不仅稳定了正极材料的表面化学结构，还强化了基体结构，有效避免了在循环过程中可能出现的表面不可逆相变和颗粒的机械断裂现象。经过La和Zr双重改性后的高镍正极材料，在4.5 V、25℃的测试条件下展现了196.4 mAh g-1的初始放电容量；在更为严苛的50℃高温条件下，其初始放电容量更是达到了239.0 mAh g-1。经过100次循环测试后，该材料的容量保持率为63.1%，与原始样品相比，容量保持率提高了94.8%。这一研究成果不仅为高镍层状氧化物正极材料的商业化应用铺平了道路，同时也为其他电极材料的设计提供了全新的思路。它预示着未来锂离子电池在实现更高能量密度和更长循环寿命方面的巨大潜力，有望推动先进锂离子电池技术的快速发展，为电动汽车行业带来革命性的变革。

图1 高镍正极材料的La、Zr双修饰合成工艺

图2 原始材料和修饰材料的微观结构表征

图3 原始材料和修饰材料在4.5 V、50℃的电化学性能

图4 电化学循环后原始材料和修饰材料的表面形貌