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高镍三元正极材料因具有高的能量密度和合适的成本，作为动力锂离子电池用正极材料广泛应用于电动汽车中。然而，目前使用的的多晶高镍三元正极是由一次颗粒无序堆积的二次球组成，在使用过程中一次颗粒各向异性体积变化导致二次球内部应力集中，引起二次球的破碎和结构劣化，影响倍率和循环性能。本团队通过在前驱体制备过程中对工艺进行优化，同时利用三元材料锂化煅烧过程中形貌继承性的特点，开发出一种具有一次颗粒径向排列特征的新型高镍三元正极材料。通过微观结构的巧妙设计，能够均一化二次球内部的机械内应力，有效解决高镍三元正极应力集中的问题，避免高镍三元材料应用过程中微裂纹的产生和二次球的破碎。此外，径向排列的一次颗粒择优暴露 (003)晶面，有效提升锂离子迁移动力学。与现有材料相比，本团队开发出的新型高镍三元正极材料具有更高的放电比容量以及更优异的循环稳定性和大电流放电能力。

（1） 在不增加材料成本的前提下，相比市场同类产品具有更优异的综合性能，包括比容量、倍率、循环和热稳定性； （2） 该成果涵盖前驱体合成、高温锂化以及成品改性等高镍三元正极制备所需的全部工艺模块，有利于快速推广应用； （3） 该技术与现有高镍三元材料前驱体和成品生产制造所需的设备兼容，不需要对现有的装置进行替换。

锂离子电池广泛应用于新能源汽车中，能量密度和安全问题是目前锂离子电池所面临的主要挑战。与其他锂电正极材料相比，高镍正极材料（LiNixCoyMnzO2，x+y+z=1，x>0.6）的能量密度高，具有大规模商业化应用前景。

李春忠，教授，现任华东理工大学化工学院院长、超细材料制备与应用教育部重点实验室主任、上海多级结构纳米材料工程技术研究中心主任。主要从事纳米材料和低碳能源化工领域的研究。作为第一完成人分别获得国家自然科学二等奖1项，国家科技进步二等奖1项，教育部和上海市自然科学一等奖各1项，上海市发明一等奖1项和上海市科技进步一等奖3项。2018-2022年入选科睿唯安跨学科领域全球高被引科学家。 江浩，教授，现任华东理工大学材料科学与工程学院副院长，超细材料制备与应用教育部重点实验室副主任，英国皇家化学会会士，国家优秀青年科学基金获得者，国家“万人计划”青年拔尖人才。主要从事新能源材料制备及应用研究，在Natl. Sci. Rev.、Adv. Mater.和Nature Commun.等期刊发表SCI论文200余篇。获得2020年度国家自然科学二等奖和2014年度上海市自然科学一等奖。 陈灵博士，华东理工大学特聘副研究员，上海市晨光学者。主要从事纳米储能材料及结构控制研究，主持承担国家自然科学基金青年项目等。 余海峰博士，华东理工大学博士后，主要从事锂/钠离子电池用层状氧化物正极材料方向的研究。

高镍三元正极材料具有更高的放电比容量以及更优异的循环稳定性和大电流放电能力，具有巨大的经济价值。高镍三元锂电池拥有更多元化、更全面的安全解决方案，因此未来高镍三元锂电池的占比可能会超过磷酸铁锂电池。

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