近日，我院青年教师王杨阳博士和南开大学高学平教授团队在锂离子电池正极材料领域取得重要进展，其作为第一作者的研究论文“Origin and suppression of structural degradation in Ni-rich layered oxide cathodes at elevated temperatures” 发表于材料科学领域顶级期刊《Energy Storage Materials》（中科院一区Top期刊，IF= 20.2）。
富镍层状氧化物正极材料（如LiNixCoyMnzO2，NCM）是电动车长续航里程的关键，但在高温条件下容易发生结构退化，导致电池性能快速衰减。研究人员发现，镍含量越高，正极材料的晶格热膨胀越严重，尤其是锂离子层，从而加速了氧的脱出和相变，造成了快速的容量衰减。
为了解决这一问题，研究人员提出通过掺杂大离子半径的钠和镧元素来引入晶格畸变，增强正极材料的结构稳定性。实验结果表明，这种策略可以制备出一种无钴的超高镍正极材料Li0.99Na0.01Ni0.98La0.02O2，在25°C下以0.1C的倍率可以获得227.9 mAh/g的高放电容量，在50°C下以1C的倍率循环500次后仍保持78.9%的容量，展现出优异的高温性能。该研究不仅阐明了高温导致富镍正极材料退化的机理，还为设计高性能、高稳定性的电池材料提供了新思路。
王杨阳，工学博士，硕士生导师，长期从事高比能正极材料和固态电池等能源存储材料的研究。目前，以第一作者在Advanced Functional Materials，Energy Storage Materials，Energy & Environmental Materials等国内外权威SCI期刊发表论文8篇。