对于储能材料来说，纳米尺度上的形貌特征对其电化学性能有着十分重要的影响。尽管如此，但是人们仍然对于一级颗粒在合成过程中的形貌演变过及其对电化学性能的影响知之甚少。近日，美国阿贡国家实验室的Tim T. Fister等通过原位表征手段对高镍NMC正极材料一级颗粒在煅烧过程中的形貌演变进行了研究。

文章要点

1） 作者借助变温原位XRD、热重分析和差式扫描量热技术以及非原位XRD和X射线吸收光谱等实验手段和连续介质模拟手段等对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极煅烧过程中的变化进行了分析。第一性原理分子动力学模拟揭示了表面吸附的氧在促进岩盐相Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂中间体锂化过程中所起的关键作用。

2） 由于过渡金属氧化发生在最初的表面迁移步骤中，与钴和锰相比，镍的还原电位较低，这可能是要求高镍正极在纯氧环境中煅烧以实现完全转化的原因。连续介质模型进一步揭示增加氧表面覆盖率也会抑制立方Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的烧结形成。

参考文献

Mark Wolfman et al, The Importance of Surface Oxygen for Lithiation and Morphology Evolution during Calcination of High-Nickel NMC Cathodes, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202102951

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202102951