科创中国

生物与新医药技术

本项目利用原位共沉淀方法引入高荷电的金属W阳离子，实现对高镍层状氧化物前驱体一次晶粒取向与粒径调控，结合固相烧结方法使得材料中一次晶粒延续前驱体特性，同时实现对材料体相微区结构调控，获得优异综合电化学性能和热稳定性能高镍正极材料。通过X射线衍射（XRD）结合Rietveld结构解析技术分析表明W进入体相晶格，进一步通过第一性原理计算方法证明W进入过渡金属Ni位置。通过SEM、EBSD表征分析证明W掺杂的高镍正极材料一次晶粒沿(001)方向择优取向生长，同时一次晶粒尺寸分布均一且粒径减小。用先进的原子分辨率环形明/暗场像球差校正透射电镜（STEM-HAADF/ABF）技术对材料微观结构进行观察与分析，发现材料体相以层状晶畴结构为主，同时还包括孪晶界面以及岩盐相晶畴结构。利用原位X射线衍射（XRD）和非原位同步辐射软X射线吸收谱分析分析阐明一次晶粒设计与体相微区结构调控稳定了高镍正极材料机制。

本项目为制备高容量、长寿命与低成本高镍正极材料提供策略与理论依据，同时为推动高镍正极材料的产业化奠定坚实的实验与理论基础，也将推动锂离子电池领域产业化发展进程，推动长续航里程电动汽车的发展，缓解我国能源和环境问题。

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