锂离子电池富锂锰基正极材料面临的挑战及解决方案

作者：于文华; 赵刘洋; 王艳艳; 刘新朋; 李泓漪; 吴爱民; 黄昊^*

来源：硅酸盐学报, 2022, 50(11): 3040-3060.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220251

• 锂离子电池
• 富锂锰基正极材料
• 晶体结构
• 反应机理
• 改性策略

随着消费类电子、电动汽车和储能等领域的迅猛发展，亟需提升以锂离子电池为代表的二次储能设备的能量密度，而正极材料是提升锂离子电池能量密度的关键。富锂锰基层状氧化物正极材料(LRM)因具有极高的理论比容量(>350 m A·h·g?1)和可逆比容量(>250 mA·h·g?1)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一。然而，LRM 正极材料的首次 Coulombic 效率低、倍率/性能差以及快速的电压和容量衰减等问题，严重阻碍了其产业化应用。本文介绍了 LRM 正极材料的晶体结构及电化学机理等方面的研究进展，分析了 LRM 存在的问题及起因。重点从形貌设计调控、掺杂、包覆、缺陷结构设计、梯度成分设计、层状/尖晶石异质结构构建以及电解液添加剂等方面全面介绍了 LRM 正极材料的改性策略，以期望为 LRM 正极的未来发展提供思路和指导，最终促进 LRM 正极材料的实际应用。

• 单位
  大连理工大学