隨著對高壓鈷酸鋰正極材料結構研究的不斷深入和制備工藝的不斷優化,人們發現,高壓鈷酸鋰需要從材料的晶胞結構、一次品晶體結構、成品顆粒結構、材料表界面化學以及材料大規模生產工藝技術過程進行優化,才可以使得高壓鈷酸鋰材料表現出更為優異的綜合性能。
(1)晶胞結構:主要通過摻雜或共摻雜而實現調控,達到優化材料的能級結構/離子傳輸通道的目的,從而提升材料電子電導率/離子電導率或者結構穩定性,進而提升材料的倍率性能和高壓循環性能等;
(2)一次顆粒的晶體形貌:通過控制合成條件改變晶體的優勢生長方向、晶粒大小、晶粒堆積方式。這一層面的優化可以優化電化學活性/惰性界面的面積、應力釋放路徑、鋰離子擴散路徑,從而提升電池的倍率性能、循環穩定性和能量密度等;
(3)成品顆粒結構:成品顆粒是大顆粒、小顆粒級配形成的顆粒,可以通過改變大小顆粒的粒徑、改變級配比、大小一次顆粒的形貌、大小一次顆粒的大小及分布,獲得佳的材料加工性能、極片壓實密度、顆粒力學強度,從而提升電池的能量密度等;
(4)材料的表界面化學:主要指顆粒表界面共包覆、顆粒淺層元素濃度梯度化、表界面化學穩定化,這種優化可以提升材料高溫存儲性能及安全性能。