单晶型镍锰钴三元正极材料的形成和失效机理研究进展

作     者：陈卫晓 高鹏 张珊 王珊 胡会利 朱永明 CHEN Wei-xiao;GAO Peng;ZHANG Shan;WANG Shan;HU Hui-li;ZHU Yong-ming

作者机构：哈尔滨工业大学(威海)应用化学系威海264209 松山湖材料实验室东莞523808 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2021年第31卷第11期

页      面：3289-3302页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2019YFA0705100) 

主　　题：锂离子电池 单晶 形成机理 失效机理 三元材料 

摘      要：单晶型正极材料因其高循环性和高压实密度,已成为目前最有应用前景的材料之一。单晶材料是对二次球形颗粒的改进,了解单晶的形成和循环机制对单晶的制备有着很好的指导作用。本文首先分析了单晶材料的结构特征,单晶氧化物与球形二次颗粒氧化物都是层状结构;接着阐述了单晶的稳定性机理,单晶无内部晶界,在循环过程中不存在晶间破碎。本文还对单晶的形成和循环失效机理进行了总结,重点阐述单晶型正极材料在合成过程中溶解-再结晶的形成机理,即二次颗粒前驱体崩解,一次颗粒慢慢长大形成单晶颗粒;在循环过程中当截止电压小于4.3V时,晶内层间滑移可逆,多次充放电后存在滑移痕迹;当截止电压大于4.3V时,多次循环后出现晶内断裂,电池性能下降。