【寧夏大學(xué)新聞中心訊 材料與新能源學(xué)院】近日，材料與新能源學(xué)院王海龍教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)何向明教授團(tuán)隊(duì)在新一代無(wú)鈷層狀正極材料研究領(lǐng)域取得重要突破，工作以“Promoting Reversibility of Co-free Layered Cathodes by Al and Cation Vacancy”為題，以封面文章形式發(fā)表在國(guó)際能源材料類(lèi)頂刊《Advanced Energy Materials》（影響因子29.68）《先進(jìn)能源材料》上。王海龍和何向明為論文共同通訊作者，寧夏大學(xué)研究生王同帥為第一作者。相關(guān)科研內(nèi)容被2023年2月24日出版的《科技日?qǐng)?bào)》在第01版今日要聞欄目《基礎(chǔ)研究做好了、科技創(chuàng)新的“地基”就夯實(shí)了——習(xí)近平總書(shū)記在中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)時(shí)的重要講話(huà)引發(fā)各地?zé)嶙h》一文中報(bào)道。

無(wú)鈷層狀正極材料是電動(dòng)車(chē)突破成本瓶頸與提高續(xù)航里程的關(guān)鍵材料技術(shù)，美國(guó)能源部《國(guó)家鋰電池藍(lán)圖2021-2035》和國(guó)家科技部《“新能源汽車(chē)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)指南》均將無(wú)鈷層狀正極材料列為重點(diǎn)研究領(lǐng)域。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外以抑制無(wú)鈷條件下Li/Ni混排缺陷為首要考慮，提出了LiNi_xMn_yX_zO₂(X=Al、Mg、Fe、Ti等)無(wú)鈷層狀材料。然而，在相似的Li/Ni混排缺陷濃度條件下，無(wú)鈷層狀材料的充放電可逆性卻顯著不同，這表明還存在其它深層次機(jī)制控制無(wú)鈷層狀材料的可逆性。王海龍教授提出陽(yáng)離子空位協(xié)同Al替代策略，制備了新型無(wú)鈷層狀材料，并采用原位XRD精密監(jiān)測(cè)PITT測(cè)量，揭示了影響無(wú)鈷層狀正極材料可逆性的深層結(jié)構(gòu)機(jī)制，并且聯(lián)合清華大學(xué)何向明教授利用第一性原理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)離子空位顯著降低了鋰離子遷移激活能與能帶間隙。該項(xiàng)工作制備的新型無(wú)鈷材料在高載量的嚴(yán)苛測(cè)試條件下，獲得了高達(dá)238mAh.g^-1的可逆容量，同時(shí)展現(xiàn)出優(yōu)異的庫(kù)倫效率與循環(huán)穩(wěn)定性，為突破當(dāng)前鋰電池正極材料的能量密度瓶頸并顯著降低生產(chǎn)成本提供了新的設(shè)計(jì)策略與制備方法。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202204241

科技日?qǐng)?bào)報(bào)道鏈接：http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2023-02/24/node_2.htm

（責(zé)任編輯：龔旭峰）