报告题目：下一代锂电池用柱状结构富镍正极材料

报告摘要：

      为实现碳中和目标，电动汽车的广泛普及正推动市场对下一代锂电池的需求，这类电池需具备更高能量密度、更优安全性及更长使用寿命。采用 LiMO₂（M = 镍、钴、锰和/或铝，且镍含量≥80%）正极活性材料的全固态电池，因其高可逆容量，被视为极具潜力的候选技术。然而，富镍正极活性材料存在结构与界面劣化问题，当它与全固态电池中的硫化物基固态电解质结合时，该问题会进一步加剧。具体挑战包括：因化学不相容性与电化学不稳定性，正极活性材料/电解质界面发生严重副反应；以及随着镍含量增加而加剧的机械劣化，如颗粒分离与正极活性材料-电解质剥离。

      在本报告中，为解决镍钴锰正极可逆容量与循环稳定性之间的权衡关系，提出一种解决方案：通过在富镍层状正极中进行铌掺杂，制备具有晶体织构的径向排列一次颗粒。这种铌掺杂富镍正极不仅能在正极颗粒表面形成表面包覆层，还可促进生成径向取向的一次颗粒，展现出优异的长期循环性能。此外，我们还采用一系列表面与形貌调控、且镍含量覆盖 80%-95% 范围的正极活性材料，系统评估了硫化物基全固态电池中富镍 Li [NixCoyAl₁₋ₓ₋ᵧ] O₂正极的劣化机制。对原始态、表面改性态、形貌改性态及双重改性态正极活性材料的定量对比表明：当镍含量为 80% 时，表面劣化起主导作用；而当镍含量达到 85% 及以上时，颗粒分离与界面剥离问题则变得显著。基于对全固态电池中富镍正极活性材料容量衰减机制的深入理解，以及各容量衰减因素的作用分析，我们还提出了开发高性能全固态电池的未来研究方向。

嘉宾简介：

      Yang-Kook Sun，韩国工程院院士，汉阳大学教授，主要从事先进储能材料与锂离子电池研究，在锂聚合物电池商业化过程中作出重要贡献，并提出了用于锂离子电池的层状浓度梯度正极材料的概念。研究领域包括锂离子二次电池用电极材料、锂硫和锂空气电池、钠离子二次电池用电极材料、锂金属电池、全固态电池等，特别是高镍正极材料的容量衰退机制、浓度梯度结构设计及微结构可控离子掺杂技术，其团队在新能源汽车动力电池领域取得了突破性进展，相关成果已应用于商业化生产。‌