由于大量锂离子从主体结构中去除而导致的机械不稳定，富镍层状正极的可充电性能在循环过程中迅速恶化。
近日，韩国汉阳大学Yang-Kook Sun，Chong S. Yoon报道了化学和微结构工程可以有效地缓解影响富镍层状（NCA和NCM）正极循环时的容量衰减。
文章要点
1）研究人员通过正极的成分分级来实现化学保护，以最小化不稳定的Ni4+物种的表面浓度。通过精准控制前驱体微结构，使得正极微结构在很大程度上继承了前驱体，从而实现高度取向的微结构，初级颗粒可以在深度带电状态下均匀收缩，并防止局部应力集中的形成。此外，通过引入过量的Al来细化颗粒尺寸，抑制了颗粒的粗化。细小的显微组织使微裂纹的扩展偏转，并耗散了晶格的突然收缩所产生的应变能。
2）这些化学和微观结构的改进使得4-Al-NCA正极具有优异的循环稳定性，无论是在室温下还是在45 °C的高温下。4-Al-NCA正极在45°C的高温下具有前所未有的长期循环稳定性，而传统的富镍NCA正极的循环寿命在高温下会受到严重影响。
3）4-AlNCA正极显著提高的循环稳定性可以转化为老化和热稳定性的提高，从而使正极更加坚固和安全。这种4-Al-NCA正极是一种高度工程化的富镍NCA正极，代表了一种新的富Ni NCA正极，可以满足下一代电动汽车所需的能量密度，而不会影响电池寿命和安全性。
参考文献
Geon-Tae Park, et al, High performance Ni-rich Li[Ni0.9-xCo0.1Alx]O2 cathode via multi-stage microstructural tailoring from hydroxide precursor to lithiated oxide, Energy Environ. Sci., 2021
DOI: 10.1039/D1EE01773J
https://doi.org/10.1039/D1EE01773J
