随着对减少碳排放需求和对化石燃料依赖的增加，人们越来越意识到广泛使用电动汽车（EVs）的的必要性，但由于其电池性能不足和成本高昂，因此电动汽车的普及仍然很缓慢。当今的电动汽车电池，尤其是为当前电动汽车提供动力的锂离子电池（LIBs）面临的一项重要技术挑战是每次充电的行驶里程。电动汽车的行驶范围在很大程度上取决于LIBs中正极的可逆容量。因此，最近关于LIBs的研究主要集中在设计和优化高容量正极上。近日，德国尤里希研究中心PayamKaghazchi、汉阳大学的Chong S.Yoon和Yang-KookSun等人证明了富镍的Li[Ni_xCo_yAl_1−x−y]O₂能够极大地改变材料的微观结构。

本文要点

1）Li[Ni_0.885Co_0.1Al_0.015]O₂正极由大的等轴初级粒子组成，而掺硼的Li[Ni_0.878Co_0.097Al_0.015B_0.01]O₂正极由高度定向的细长粒子组成，以产生强的晶体结构。

2）硼降低了(0 0 3)晶面的表面能,从而导致了(0 0 3)晶面的优先增长。这种微观结构的改变大大提高了循环稳定性，Li[Ni_0.878Co_0.097Al_0.015B_0.01]O₂正极即使在放电深度为100％的情况下循环，在1000次循环后仍能保持初始容量的83％。相比之下，Li[Ni_0.885Co_0.1Al_0.015]O₂正极仅保留其初始容量的49％。

3）优异的循环稳定性清楚地表明了颗粒微观结构（即颗粒大小，颗粒形状和晶体学取向）的重要性，降低了由处于深荷电状态的相变引起的内部应变（所有富镍层状阴极中都发生）。通过表面能改性的微结构工程，当与保护涂层和成分改性相结合时，可以提供一种利用高容量的富镍层状正极而不牺牲循环稳定性的方法。

参考文献：

Hoon-HeeRyu et al. A highly stabilized Ni-rich NCA cathode for high-energy lithium-ion batteries, Materials Today, 2020.

DOI：10.1016/j.mattod.2020.01.019

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702120300365#!