ACS Energy Lett.综述：用于高能量密度锂离子电池的无钴层状正极材料

兔兔

2020-05-05

如果不解决钴资源和价格昂贵的问题，插电式和全电动汽车以及便携式电子设备的可持续发展将难以为继。目前，领先的电池制造商正在寻找可行的替代方案，以减少对钴的依赖。在这方面，正在广泛探索替代解决方案以及向具有高能量密度的新型无钴化学的转变。有鉴于此，韩国世宗大学Seung-Taek Myung与韩国汉阳大学Yang-Kook Sun等人综述了可充电锂离子电池（LIBs）的高能密度无钴正极材料的最新进展，并总结了可能的无钴材料的主要类型和未来的发展。

本文要点：

1）与常规正极材料相比，无钴富镍和富锂正极具有诸多优势。无钴层状正极的生产成本估计比商用层状NCA、NCM、LCO要低。此外，无钴富镍和富锂正极的容量和能量密度至少与传统的层状系统(如LCO、NCM、NCA和其他无钴正极，如LiFePO₄和LiMn₂O₄)一样好，甚至更好。然而，无钴层状正极的安全性是其最重要的挑战之一，需要大力改进。

2）通过使用可能的解决方案，如表面涂层、电解液添加剂、荷电状态(SOC)限制，以及通过与其他化合物混合来创建复合材料，可以减少与电解质和脱Li状态下晶体结构中的氧的自发副反应。新的合成方法也有助于生产具有更高密度和均匀性的层状结构，并被认为具有更好的电极和安全性能。这些方法在实际应用中对无钴层状正极的性能优化也有一定的参考价值。

3）较低的初始库仑效率和较低的振实密度是其他需要改进的关键因素，以便与目前的商用正极材料竞争。

Natalia Voronina, et al. Co-free Layered Cathode Materials for High Energy Density Lithium-ion Batteries. ACS Energy Lett. 2020.

DOI: 10.1021/acsenergylett.0c00742.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00742