与锂离子电池中昂贵且有毒的LiCoO₂正极相比，镍基层状氧化物（NLO）正极材料因其高容量、天然丰富、环境友好和低成本等优势，在汽车和飞机的动力电池领域展现出巨大的应用潜力。
基于此，2025年3月26日，温州大学肖遥、侴术雷、陈双强等人在国际知名期刊Chemical Society Reviews发表题为《A review of Ni-based layered oxide cathode materials for alkali-ion batteries》的研究综述。
本文全面综述了NLO正极材料在所有碱离子电池（AIBs）中面临的挑战，包括材料合成、阳离子混合、颗粒开裂、相变、Mn的阳离子溶解和氧损失等问题。
作者通过开发层状LiNi₁₋ₓMₓO₂（M：金属；0 < x < 1）和LiNixCoyMnzO₂（x + y + z = 1）材料，采用杂原子掺杂、表面包覆和浓度梯度等多种策略来解决这些问题。
NLO正极材料在LIBs中的成功商业化应用进一步推动了其在钠/钾离子电池中的发展，通过合成(Na/K)Ni₁₋ₓMₓO₂实现。
此外，使用原位X射线衍射、扫描/透射电子显微镜、原位中子衍射和元素分析等多种先进技术，实时监测NLO基材料的相变、晶格变化、结构畸变和元素溶解。
此外，讨论了密度泛函理论（DFT）计算作为预测结构演化、能带结构、最佳掺杂浓度和离子扩散路径的强大工具，从而指导这些材料的合理设计。
最后，本文对NLO正极材料在AIBs中的未来研究方向和改性策略进行了展望，旨在加速其在电动汽车和其他储能设备中的应用。
这些努力预计对可持续能源技术的发展和全球碳中和目标的实现具有重要意义。
A review of Ni-based layered oxide cathode materials for alkali-ion batteries，Chem. Soc. Rev., 2025.https://doi.org/10.1039/D3CS00911D
