对于锂离子电池而言，正极材料对其能量密度有着决定性的影响。目前，提升正极材料能量密度的方面主要有两种，一种是提高材料克容量，对应高镍化路线，另一种是提升材料电压，对应单晶化路线。近几年来，高镍化一直是三元材料最为主流的发展方向。但安全问题一直是高镍材料的痛点，因此高电压单晶三元材料路线，也一直是行业内的研究热点。

单晶三元材料的典型形貌

三元正极材料从形貌上可划分为两类：单晶和多晶。单晶即单个分散或类单个分散颗粒，多晶即一次粒子团聚而成的二次球形颗粒，两类材料在电化学、机械、热效应等方面具有各自特点。

三元材料在高电压、高温条件下进行充放电时，由于锂离子嵌入嵌出的量更多、反应更剧烈，产生的各向异性应力更强，容易导致颗粒破碎。由于颗粒的破碎导致多晶材料产生更多的副反应，影响了材料热稳定性，降低了容量，从而影响到循环性能和安全性能。相比于二次颗粒的多晶三元，单晶三元材料晶体结构更加完整，稳定性更高，具有较好机械强度，从而可以抑制颗粒破碎，降低与电解液接触的副反应及相变，改善了材料的性能，更能承受高温和高压的条件。

单晶三元材料对循环性能的改善

因此，对比单晶与多晶三元材料性能，单晶三元材料体系在安全性能与循环性能方面表现更为优异，压实也相对较好；在镍钴锰比例相同的情况下，单晶三元材料的克容量要稍逊色于多晶三元材料，但由于单晶三元材料的电压更高，可以释放出更多的容量，满足高能量密度的要求。

三元材料的单晶化可以使其高电压循环稳定性明显改善，拥有广阔的市场前景，对单晶材料进一步的进行表面修饰可使其高电压性能更为突出。

在即将于11月23~25日，在深圳开展的“2021年全国新能源粉体材料暨增效辅材创新发展论坛”上，粉体圈邀请到了中南大学冶金与环境学院的胡国荣教授，为大家带来报告《高电压型三元材料的产业化及在动力电池中的应用》，详细讲解高电压型三元材料在产业化过程及动力电池应用中的难点问题。胡国荣教授团队开发的8系高镍单晶三元材料应用于300Wh/kg的高能量密度的动力电池，循环寿命可达1500次；6系高镍单晶三元材料应用于快充长循环动力电池，可在15min内充入80%电量，满足4000次循环，其现场分享开发经验的机会难得，如有兴趣，欢迎前来参会！

报告人简介

中南大学胡国荣教授，湖南瑞翔首席科学家

胡国荣，工学博士，现任中南大学二级教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家，先进电池材料教育部工程研究中心技术委员会副主任，中国化学与物理电源协会常务理事，《电源技术》、《锂电池专讯》，《中国锰业》等期刊编委。曾主持和参加国家及省部级科研项目及企业项目20余项，发表科研论文论文300余篇，获国家发明专利授权50余件，获省科技进步一等奖1项（排名第一），二等奖1项（排名第一）。曾任中南大学冶金学院轻金属及工业电化学研究所所长，先进电池材料教育部工程研究中心副主任，湖南瑞翔新材料有限公司副总裁兼首席科学家。

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