在國家自然科學基金和中國科學院先導項目等支持下，中科院化學所的最新進展：分子納米結構與納米技術重點實驗室曹安民團隊在電極結構控制及穩(wěn)定性提升上開展了系列工作，基于多級表界面結構設計、表面晶格調控等方式，實現(xiàn)了鋰電正極材料表面活性的有效控制，這也意味著電極的穩(wěn)定性與循環(huán)性能可得到提升。
眾所周知，能量密度的提升已成為動力電池科學家研究的重點任務之一，而鋰電正極材料是決定電池容量的關鍵。鎳錳酸鋰材料是一種高電壓的鋰電正極材料，具有較高的體積能量密度和良好的倍率性能，但也存在致命點，即其本身的高電壓會加速電極材料表面的副反應，從而破壞電極材料的結構穩(wěn)定性與循環(huán)性能，限制了它在眾多領域中的應用。
因此，中科院化學所研究者提出了一種基于表面納米精度的限域相變提升正極穩(wěn)定性的機制：基于可控的表面高溫固相反應，引入Zn2+促進鎳錳酸鋰的表面尖晶石結構轉變?yōu)轭悗r鹽相、層狀相兩者的復合構型，精確調控兩相比例，在不犧牲材料電化學活性的前提下提升了材料的結構穩(wěn)定性。該方法能防止常規(guī)表面惰性包覆方式對電荷傳輸的損害，顯著優(yōu)化電池學性能，該成果在《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 4900-4907）。
鋰電正極材料的優(yōu)化除了能采用上述的方法外，還可以向電極中摻入一些具有高結晶度與高比容量優(yōu)勢的過渡金屬化合物，如氧化鎢粉末、氧化鉬粉末。
