深圳大学王任衡研究员CEJ综述：锂离子电池高镍低钴正极材料的结构、问题和优化策略

第一作者：谢洪桂，彭华容

通讯作者：王任衡*

单位：深圳大学

高镍低钴三元层状材料因其能量密度高、资源充足、环境友好等优点，被认为是构建下一代锂离子电池的理想正极材料。然而，三元层状正极材料中随着镍含量增加导致结构稳定性和循环稳定性等问题的恶化。迄今为止，科研人员已经做出了许多努力来开发各种高镍低钴层状正极材料，并且探索电池在充放电过程中的储能机理。但是其电化学性能仍不足以满足日益增长的市场需求。尽管已经提出了一些有效改善电化学性能的方法，但高镍低钴层状正极材料的稳定性问题仍然无法解决，该领域仍面临许多问题和挑战。

近日，深圳大学王任衡博士在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表了题为“Structures, issues, and optimization strategies of Ni-rich and Co-low cathode materials for lithium-ion battery”的综述文章。从高镍低钴正极材料的结构设计到电池电化学性能评测，综合分析和讨论了引起材料结构不稳定和容量衰减的主要问题。此外，全面总结了改善高镍低钴层状正极材料电化学性能的四种有效策略。并且通过讨论其面临的挑战，展望了锂离子电池正极材料的研究方向和未来前景。

对于高镍低钴正极材料的层状结构作了详细的分析，以及系统阐述了高镍低钴三元材料中各个过渡金属元素所扮演的角色以及发挥的作用。

高镍低钴正极材料主要问题可以概括为微裂纹的形成、残锂化合物在材料表面的积聚和Li+/Ni2+阳离子混排。本节详细说明了其问题的来源和所产生的影响

高镍低钴正极材料电化学性能的优化策略主要包括四种，分别是表面包覆、元素掺杂、电解质改性和晶体结构工程。电化学性能与材料的结构密切相关，因此针对优化材料结构稳定性系统总结了四种常用改性策略。此外，对于材料改性前后的电化学性能数据作了详细的总结与说明。

对高镍低钴正极材料采用单一的改性策略难以满足长循环稳定性和电池安全性的要求。多种改性策略的结合优化高镍低钴正极材料的结构稳定性和提高电化学性能已然成为锂离子电池正极材料的未来发展趋势。

“Structures, issues, and optimization strategies of Ni-rich and Co-low cathode materials for lithium-ion battery”

王任衡 博士简介：博士毕业于中南大学，随后在新加坡南洋理工大学从事博士后科研工作，目前就职于深圳大学，入选广东省博士博士后100名创新人物、深圳市海外高层次孔雀人才、深圳市高层次人才和深圳市南山区领航人才，兼任中国科协科技人才奖项评审专家、教育部学位中心学科评估专家、中国有色金属学会新能源材料发展工作委员会委员、广东省高校科技成果转化专家等，担任Rare Metals、eSciences、SmartMat等期刊青年编委，主持国家、广东省、深圳市等9个项目。共发表SCI论文52篇，IF>10有25篇，包括Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.（2篇）、Matter、Adv. Funct. Mater. (2篇)、ACS Nano（4篇）、Nano Energy、Energy Storage Mater.、Chem. Eng. J.等国际知名期刊，申请专利25项，授权11项。主要研究方向为光电功能材料与器件、能量转换与存储。

谢洪桂 简介：深圳大学硕士研究生，主要研究方向为锂离子电池高比能正极材料结构设计与储锂机制。

彭华容 简介：深圳大学博士后，主要研究方向为高比能量和高功率电极材料的设计构筑及其储能机制。

招聘博士后（到手年薪34万，能源材料方向）

（1）二次电池功能电解液的开发与设计

（2）新型固态电池

（3）锂离子电化学插层技术、原位液体电镜技术

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（1）获得博士学位的毕业生、通过博士论文答辩的应届毕业生，原则上年龄不超过35周岁，品学兼优，身心健康。

（2）具有较强的科学研究能力、敬业精神和创新实践能力，具有较强的科研创新能力及英语写作能力，发表过较好的学术论文。

（3）具备全职在站从事博士后研究工作的条件。

（1）博士后人员在站期间综合年薪约40万元人民币，包括深圳市博士后津贴，每年发放18万元（免税）；深圳市新引进博士人才生活补贴，两年共10万元；深圳大学提供每年约8.4万元生活津贴，按月发放；每月发放2240元房补；导师每月发放不少于3000元科研津贴；每月350元误餐补贴，每年发放10个月。

（2）满足下列条件，可享受额外的入站奖励2000元每月（共2年）：进站时为33周岁以下，获得博士学位在1年以内；泰晤士高等教育世界大学前200名高校毕业或者在博士期间发表3篇JCR二区。

（3）符合政策条件者可申请广东省博士后人才引进计划，最高100万元津贴。

（4）出站博士后留深工作并与工作单位签订3年以上合同的，提供30万元科研启动经费。

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（6）优秀博士后可按深圳大学人事部门政策要求申请优先转为教师。

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（8）博士后在站期间可以负责人身份申请各级科研课题资助。博士后在站期间的科研业绩，在权威期刊发表学术论文或者获得国家级科研项目的博士后，深圳大学按规定给予科研奖励或配套资助；

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