高比能富锂锰基层状氧化物正极：关键挑战,改性策略与未来展望.pdfVIP

第

40

卷

第

3

期新型炭材料（中英文）

2025

年

6

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Carbon

Materials

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Carbon

Materials,

2025,

40(3):

597-620

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高比能富锂锰基层状氧化物正极：关键挑战，

改性策略与未来展望

1,22,*221,*2,*

韩宇宁，王功瑞，任萱萱，杨铭哲，李忠涛，吴忠帅

（1.

中国石油大学(华东),

山东省

青岛市

266580；

2.

中国科学院大连化学物理研究所,

辽宁省

大连市

116023）

摘要：富锂锰基层状氧化物（LRMO）具有高比容量、高能量密度和低成

本的优势，是下一代高比能锂离子电池的重要候选正极材料。然而，

LRMO仍面临首次库仑效率低、倍率性能差、电压衰减等关键科学问题，难

以满足航空航天、医疗设备、先进电动汽车等高端应用中锂离子电池的使用

需求。为了深入完整地认识LRMO，本综述系统地讨论了LRMO的发展历

史、晶体结构、关键挑战和主要改性策略，并对未来前瞻性的发展方向进行

了展望。首先详细阐述了LRMO的晶体结构和储能机制，并讨论了其面临的

关键挑战，包括晶体结构致密化（体相不可逆反应和表面不可逆反应）和电

化学性能衰退（电压衰减、首次库仑效率降低和倍率性能差）。随后，对

LRMO的改性策略进行了归纳探讨，阐明了体相、表面、浓度梯度等元素掺

杂能够提升锂离子扩散速率和晶体结构稳定性；采用磷酸盐、炭材料、氧化物、导电聚合物等表面包覆，能够有效抑

制LRMO与电解质间的有害副反应，增强材料循环过程中的结构稳定性；通过固态/液态电解质改性，增强电极-电解

质界面稳定性，提升LRMO的循环性能；此外，通过黏结剂优化策略，能够进一步提高LRMO电化学性能。最后，

深入阐述了前瞻性的观点和具有前景的研究方向，为下一代LRMO的规模化制备与应用提供了全面细致的建议和理

论指导。

关键词：锂离子电池；富锂锰基层状氧化物；高能量密度；掺杂；包覆；炭材料

中图分类号：TQ152

文献标识码：A

−1[3]

1前言表现出极高的理论比容量（350

mAh

g）。此外，

+

LRMO具有高工作电压（4.8

V,

vs.

Li/Li），进一步

在新能源汽车、便携电子设备、分布式储能、

提高了其理论能量密度。然而，LRMO面临着首次

航空航天、医疗设备等市场快速繁荣的背景下，应