【宁夏大学新闻中心讯 材料与新能源学院】近日，材料与新能源学院王海龙教授团队联合清华大学何向明教授团队在新一代无钴层状正极材料研究领域取得重要突破，工作以“Promoting Reversibility of Co-free Layered Cathodes by Al and Cation Vacancy”为题，以封面文章形式发表在国际能源材料类顶刊《Advanced Energy Materials》（影响因子29.68）《先进能源材料》上。王海龙和何向明为论文共同通讯作者，宁夏大学研究生王同帅为第一作者。相关科研内容被2023年2月24日出版的《科技日报》在第01版今日要闻栏目《基础研究做好了、科技创新的“地基”就夯实了——习近平总书记在中央政治局第三次集体学习时的重要讲话引发各地热议》一文中报道。
无钴层状正极材料是电动车突破成本瓶颈与提高续航里程的关键材料技术，美国能源部《国家锂电池蓝图2021-2035》和国家科技部《“新能源汽车”重点专项指南》均将无钴层状正极材料列为重点研究领域。近年来，国内外以抑制无钴条件下Li/Ni混排缺陷为首要考虑，提出了LiNixMnyXzO2(X=Al、Mg、Fe、Ti等)无钴层状材料。然而，在相似的Li/Ni混排缺陷浓度条件下，无钴层状材料的充放电可逆性却显著不同，这表明还存在其它深层次机制控制无钴层状材料的可逆性。王海龙教授提出阳离子空位协同Al替代策略，制备了新型无钴层状材料，并采用原位XRD精密监测PITT测量，揭示了影响无钴层状正极材料可逆性的深层结构机制，并且联合清华大学何向明教授利用第一性原理计算，发现阳离子空位显著降低了锂离子迁移激活能与能带间隙。该项工作制备的新型无钴材料在高载量的严苛测试条件下，获得了高达238mAh.g-1的可逆容量，同时展现出优异的库伦效率与循环稳定性，为突破当前锂电池正极材料的能量密度瓶颈并显著降低生产成本提供了新的设计策略与制备方法。
论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202204241
科技日报报道链接：http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2023-02/24/node_2.htm
（责任编辑：龚旭峰）
