近日，云南省晶态多孔有机功能材料重点实验室、全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队，在锂离子电池正极材料领域取得重要突破。团队提出了一种针对高镍三元正极材料（LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂，简称NCA）表面结构的定量重构策略，通过精准调控表面残留氢氧化锂（LiOH）的转化，显著提升了NCA正极材料的电化学性能和循环稳定性。相关成果以题为《A quantitative reconstruction strategy for the surface structure of LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂ cathode material》（《一种用于LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂正极材料表面结构的定量重构策略》）为题发表于国际知名期刊《Energy Materials》。青年教师郭兴波博士为第一作者，夏书标教授为第一通讯作者，曲靖师范学院为第一完成单位。《Energy Materials》是中科院SCI材料科学大类二区期刊，影响因子11.8。

高镍三元正极材料因其高能量密度被视为下一代锂离子电池的核心材料，但其表面残留的LiOH会引发电解液副反应、加速容量衰减，严重制约实际应用。传统表面优化方法（如涂层或洗涤）依赖经验试错，缺乏理论指导，且易因晶格失配导致结构失效。如何定量控制表面重构过程并兼顾结构兼容性，成为行业难题。  

研究团队提出了一种基于化学反应的定量重构策略：通过精确添加6000 ppm的氧化铝（Al₂O₃）与NCA表面3156 ppm的残余LiOH反应，在NCA表面获得了具有高锂离子电导率的LiAlO₂@NCA异质结构。该策略不仅实现了残留LiOH的定量转化，突破了传统试错法的局限性，而且生成的LiAlO₂与NCA均为层状结构，结构兼容性好，避免了传统涂层的微裂纹问题。

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图1 添加Al₂O₃的表面定量重构示意图

LiAlO₂@NCA异质结构与NCA本体结构高度兼容，有效抑制微裂纹扩展，减少界面副反应，增强正极材料表面稳定性。改性后的NCA-6000样品初始放电容量提升至206.0 mAh/g，极化显著降低，倍率性能优于同类材料，200次循环后容量保持率达77.6%。  

本项目是基于团队与贵州安达科技能源股份有限公司和贵阳职业技术学院合作开展的横向课题-《高镍系Al包覆NCA正极材料制备与表面修饰研究》，该工作是横向课题成果体现。所提出的研究策略为高镍正极材料的表面工程提供了可量化、可推广的新方案。有望应用于电动汽车、储能系统等领域，助力提升电池续航能力与安全性。

论文信息

论文标题：《A quantitative reconstruction strategy for the surface structure of LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂ cathode material》

发表期刊：《Energy Materials》

论文作者：Xingbo Guo, Junli Yang, Guixian Deng, Xinfang Cao, Bo Zhang*,Tao Deng, Yong Zhu, Jianbo Liu，Wenzhang Wang，Shubiao Xia*

论文单位：曲靖师范学院、贵阳职业技术学院、贵州安达科技能源股份有限公司