隨著新能源行業(yè)的迅猛發(fā)展，消費(fèi)者對動力電池的要求隨之提高， 高鎳三元材料已經(jīng)成為企業(yè)爭相布局產(chǎn)能的熱門正極材料。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中，其熱穩(wěn)定性較差、與電解液易反應(yīng)、大電流充電易升溫等問題引起眾業(yè)者關(guān)注。針對三元材料的不足，研究者對其進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化制備工藝、元素?fù)诫s、表面包覆等。
單晶結(jié)構(gòu)
目前三元正極主要生產(chǎn)方法為共沉淀-高溫固相法，通過共沉淀法制得前驅(qū)體，然后與鋰鹽混合燒結(jié)，便可得到產(chǎn)品。其顆粒通常為若干幾百納米的一次粒子組成的微米級球形二次顆粒。隨著電池使用時間的增加，一次粒子間的界面很容易產(chǎn)生微裂紋和粉化，導(dǎo)致電池循環(huán)穩(wěn)定性和安全性下降。
單晶顆粒三元材料的優(yōu)勢：可大幅度提高材料的顆粒強(qiáng)度和壓實(shí)密度；使材料在電池生產(chǎn)過程中易加工，經(jīng)過輥壓不會發(fā)生變形或破碎，多次循環(huán)后能避免一次粒子界面粉化；比表面積較小，減少了材料與電解液的接觸面，防止發(fā)生副反應(yīng)，得以升高電池的電化學(xué)性能。
放射狀結(jié)構(gòu)
二次顆粒三元材料繼承了前驅(qū)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，即由內(nèi)向外放射狀生長有利于燒結(jié)過程中鋰鹽在前驅(qū)體顆粒內(nèi)的擴(kuò)散，使反應(yīng)更加充分，同時這種結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，電化學(xué)性能更好。
核殼結(jié)構(gòu)
核殼結(jié)構(gòu)由高比容量的內(nèi)核與高穩(wěn)定性的外殼組成，內(nèi)外殼均具有電化學(xué)活性，有高密度與優(yōu)異穩(wěn)定性等特點(diǎn)，能彌補(bǔ)包覆材料沒有電化學(xué)活性的缺點(diǎn)。
