锂离子电池材料研究

锂离子电池作为新一代电池，具有重量轻、比能量高、使用寿命长等特点，应用极为广泛。在所有的锂离子电池正极材料中，含有过渡金属镍、锰和钴的三元层状氧化物材料是非常具有应用前景的正极材料。然而，该类材料普遍存在影响材料充放电性能的锂镍反位结构缺陷，X射线衍射等实验方法难以对这种结构缺陷进行精确确定。

该研究在锂离子电池正极材料结构特性和形成机理方面取得重要进展。

北京大学深圳研究生院潘锋课题组、美国国家标准与技术研究院BT1中子衍射仪黄清镇，中国散裂中子源通用粉末衍射谱仪何伦华课题组

　利用中子对锂原子和镍锰钴过渡金属原子均非常敏感的特性，中国散裂中子源与北京大学深圳研究生院新材料学院合作组成联合研究团队，在CSNS通用粉末衍射谱仪和美国国家标准与技术研究院(NIST)的BT1中子衍射仪上对一系列三元材料的晶体结构进行了精确的表征，建立了三元材料体系中反位缺陷随过渡金属组分的变化规律，提出了材料中锂镍反位与三角晶格阻挫结构特征之间存在关联关系的观点，并从这一新颖的角度对锂镍反位缺陷结构的形成做了自洽的解释。这些重要结果有助于进一步澄清该类型电池材料中缺陷结构与性能之间的关系，对三元锂离子电池正极材料的开发有直接的指导作用。该研究成果发表于国际材料领域顶级期刊Nano Energy （Nano Energy，2018, in Press，影响因子为12.34）。中国散裂中子源何伦华副研究员、北京大学深圳研究生院新材料学院肖荫果副教授和潘锋教授为该文的共同通讯作者。该项工作得到国家材料基因重大专项、国家自然科学基金和广东省创新团队的资助支持。