近來，鋰錳基層狀正極材料的放電容量超過300mAhg^-1，已成為開發(fā)高性能鋰離子電池(LIB)的有前途的正極材料。然而對(duì)于它的安全性、熱穩(wěn)定性以及材料改性機(jī)理等方面仍缺乏深入系統(tǒng)的研究。11月7日，據(jù)中科院網(wǎng)站消息，寧波材料技術(shù)與工程研究所（NIMTE）劉兆平教授帶領(lǐng)的研究人員深入研究了富鋰錳基層狀正極材料，取得了一系列顯著的研究進(jìn)展。

熱穩(wěn)定的多晶型層狀正極材料

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《今日材料》上的研究中，研究人員測(cè)試了富鋰層狀正極的安全性能。結(jié)果表明，富鋰錳基層狀正極的熱失控溫度隨著錳（Mn）含量的增加而降低。此外，富鋰層狀正極材料中的高錳含量有助于提高放電容量，但會(huì)導(dǎo)致熱穩(wěn)定性降低和氧氣釋放加速。憑借這些發(fā)現(xiàn)，為富鋰層狀正極材料設(shè)計(jì)了一種多晶型組合物，該組合物可以在能量密度和熱穩(wěn)定性之間達(dá)到出色的平衡。

富鋰層狀氧化物中鋰離子擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)限制

此外，根據(jù)發(fā)表在《儲(chǔ)能材料》上的一項(xiàng)研究，低鋰離子擴(kuò)散系數(shù)下的可用容量對(duì)晶粒尺寸的變化很敏感，從微米尺寸、亞微米尺寸到納米尺寸不等。與亞微米級(jí)和納米級(jí)富鋰層狀正極材料相比，具有微米級(jí)晶粒的材料表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)晶度和更高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)。然而，增加的擴(kuò)散距離導(dǎo)致充放電過程中鋰離子濃度分布極為不均勻。因此，晶粒內(nèi)部的應(yīng)變應(yīng)力累積，導(dǎo)致容量保持不滿意和電壓快速衰減。這種對(duì)鋰離子在富鋰層狀氧化物中擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)限制的見解可能會(huì)揭示用于高性能鋰離子電池的富鋰錳基層狀正極材料的改性。

來源：中科院網(wǎng)站

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