科创中国

镍基多元氧化物正极材料具有价廉、高放电比容量等优点，是最具应用前景的动力电池正极材料。然而，倍率性能不足、结构和热力学不稳定性严重制约了其规模化应用。“大容量、高安全三元正极材料关键制备技术及产业化”，从稳定晶面暴露和调控团聚两个角度，自主研发出两种具有革命性的创新技术——超声波-表面活性剂辅助技术及颗粒结构定向调控技术。

高倍率型三元正极材料超声-表面活性剂辅助制备技术：超声空化作用消除体系局部浓度不均，提高反应速率，刺激新相形成，抑制颗粒团聚，调控前驱体颗粒尺寸；（001）晶面暴露的极薄纳米片层可减小锂离子扩散距离，大幅提高材料的大倍率充放电性能；高容量型三元正极材料颗粒结构定向调控技术：通过构筑高稳定（001）晶面暴露和高密度聚合的均相型氧化物层状储锂结构，提升高镍材料的循环稳定性和热稳定性；梯度材料高Mn4⁺低Ni4⁺表层结构确保材料优异的电化学稳定性。0.2C倍率下首次放电比容量为188mAh/g，1C倍率200次循环容量保持率可达90.1%。高倍率型三元正极材料超声-表面活性剂辅助制备技术：生产效率高（60min/批次前驱体），获得的材料5C倍率下容量高达110mAh/g，1C循环200次容量保持率＞92%。高容量型三元正极材料颗粒结构定向调控技术:形成稳定（001）晶面暴露的高致密储锂结构，材料振实密度高达2.7g/cm³，循环1000次容量保持率＞93%，DSC测试放热起始温度239℃。

发明开发的“大容量、高安全三元正极材料关键制备技术”，在云南能投汇龙科技股份有限公司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司等6家省内外企业实现了推广应用，三年新增销售额累计近6亿元。该发明显著提高了低镍正极材料倍率性能，解决了高镍材料结构和热力学稳定性差等问题，实现了连续规模化生产和企业推广应用。已获发明专利授权12件；该技术成果包括国家级、省部级、企业横向研发项目共计13项（经费累计：1741万）；出版学术专著1部，在国内外核心期刊发表学术论文59篇。