阿贡国家实验室&布鲁克海文国家实验室JACS：基于取代调控的镍基正极材料煅烧工艺：解耦锂化与晶化过程

背景：镍基层状正极材料（如LiNiO₂）具有高能量密度，但循环性能和热稳定性不足，限制了其应用。通过锰、钴部分取代形成的LiNi₀.₈₀Mn₀.₁₀Co₀.₁₀O₂（NMC811）改善了稳定性，但取代对煅烧过程的调控机制尚不明确。研究目的：探究锰、钴取代对镍基正极煅烧过程的调控机制，揭示锂化与晶化的解耦效应。结论：研究发现锰、钴取代能促进低温阶段的锂化和层状相形核，但提高层间滑移能垒，抑制高温晶体生长，导致NMC811形成细晶多孔结构，而LiNiO₂形成粗晶致密结构。这为通过元素取代和煅烧工艺优化材料微观结构和电化学性能提供了理论框架。