本刊推荐||中国科学院青岛生物能源与过程研究所王得凯、崔光磊等锂离子电池单晶三元正极材料的研究进展

单晶三元正极材料因其独特的微观结构和优异的电化学性能，已成为锂离子电池正极材料领域的研究热点。本文概述了单晶三元正极材料的固相烧结制备方法，深入探讨了其优势与面临的挑战，并详细阐述了通过掺杂和包覆等改性策略来优化其电化学性能的方法。

单晶三元正极材料的固相烧结制备方法

传统的多晶三元正极材料在烧结过程中，由于晶胞体积的变化，会在充放电循环过程中产生晶间裂纹，影响电池的循环稳定性。相比之下，单晶三元正极材料由单独的微米级颗粒组成，机械强度更高，不易在电极片辊压过程中破碎，且不会产生晶间裂纹，展现出更优异的循环稳定性。

在固相烧结过程中，通过提高烧结温度，可以加速晶粒生长，促使团聚的多晶二次颗粒自动解体，生成单晶正极材料。然而，这种方法可能导致锂镍混排问题，影响材料的电化学性能。熔盐助熔法是一种有效的解决方案，通过加入低熔点的熔盐作为助熔剂，促进离子扩散，减轻锂镍混排问题。但需注意，熔盐助熔法可能会引入过量熔盐，导致后续的水洗步骤，进而引发一系列问题，如层状结构坍塌和表面层状结构的岩盐相转变，影响材料的电化学性能。通过特定温度下的再烧结，可以有效解决这些问题，重构层状结构，改善电化学性能。

单晶三元正极材料的优势

单晶三元正极材料的结构稳定性更高，高温和高电压循环性能更优。与多晶材料相比，单晶材料在循环过程中保持了晶粒的完整性，界面副反应较少，展现出优异的循环性能。特别是在全固态电池中，单晶材料内部不存在晶界，展现出更高的比容量和锂离子扩散系数，循环性能更佳。

结论

单晶三元正极材料凭借其独特的微观结构和优异的电化学性能，成为锂离子电池正极材料的重要发展方向。通过固相烧结制备方法和改性策略，可以进一步优化其性能，满足电动汽车产业对高能量密度电池的需求。

参考资料：

中国国际电池技术展-深圳电池技术展

举办地区： 广东 深圳

举办地址：深圳市宝安区福海街道和平社区展城路1号

展览面积：180000㎡

观众数量：200000

所属行业： 电池展会 深圳电池展会