传统的富镍（NCM）正极材料由于其多晶性质和次级颗粒形态，特别是在高温下，其电化学循环过程中会发生反应异质性。尽管人们已经对多晶富镍材料的形貌演化进行了深入的研究，但在电极和电池水平上的实际研究还很少。

有鉴于此，为了延长具有高反应均质性的实际电池中NCM正极材料的寿命，国立蔚山科学技术院Jaephil Cho报道了常规NCM电极中不均匀反应行为的现状，并着重于机械稳固结构的形态工程学。

文章要点

1）由于其高度不稳定的化学机械性能，即使在第一个循环之后，NCM正极材料也会在高能电极上纵向降解。NCM在电极水平的这种不均匀降解行为源于表面活性物质的过度利用，导致长期循环过程中电位分布严重不均匀。这种现象导致了锂离子电池可逆性不断降低。

2）考虑到多晶富镍材料的降解，研究人员建议采用稳固的单晶LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂作为一种可行的替代材料，以有效地抑制活性材料的局部过度使用。

3）研究人员在高能全电池中对常规NCM样品和先进的单晶NCM样品进行了一对一的比较。结果显示，单晶NCM全电池在苛刻的电极条件下表现出极高的电化学性能和均匀的反应。其中在45 °C下1000次循环后容量保持率超过≈80%。

该研究工作为使用NCM材料设计可长期循环的高能全电池提供了新的见解。

Hyungyeon Cha, et al, Boosting Reaction Homogeneity in High-Energy Lithium-Ion Battery Cathode Materials, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202003040

https://doi.org/10.1002/adma.202003040