本文重点讨论了钮电池材料中缺陷形态的类型、热力学基础、缺陷的存在对材 料性质的调制等方面的内容，讨论了小尺寸材料引起的电极电位偏离理想材料的问题。以组离子电池中重要的 正极材料LiFeP04 为例，结合第一性原理计算与原子级分辨的球差校正电镜技术，介绍了LiFeP04 中缺陷的生 成与表征及对电子也导率的调制、对钮离子输运的影响、缺陷结构的可视化以及缺陷进一步演化导致的缺陷簇 和超结构等方面的工作。
摘要：在钮离子电池电极与电解质材料研究中，缺陷化学对于理解材料的物理化学性质，指导材料的理性设
计与优化方面具有重要的意义。本文重点讨论了钮电池材料中缺陷形态的类型、热力学基础、缺陷的存在对材
料性质的调制等方面的内容，讨论了小尺寸材料引起的电极电位偏离理想材料的问题。以组离子电池中重要的
正极材料LiFeP04 为例，结合第一性原理计算与原子级分辨的球差校正电镜技术，介绍了LiFeP04 中缺陷的生
成与表征及对电子也导率的调制、对钮离子输运的影响、缺陷结构的可视化以及缺陷进一步演化导致的缺陷簇
和超结构等方面的工作。
关键词：缺陷化学；电极材料； LiFeP04；电化学；纽电池
下载地址：
锂电池基础科学问题（Ⅱ）——电池材料缺陷化学.pdf
https://361tsg.ctfile.com/fs/3325717-198627867
图1 固体中典型缺陷的原子结构示意图
本文简单总结了惺电池材料研究中涉及到的缺
陷化学，以常见的LiFeP04 电极材料为例，讨论了
缺陷态在理离子电池中的重要作用以及对电化学特
性的可能调制作用。相对而言，由于LiFeP04 材料
的重要性， LiFeP04 的缺陷化学问题得到了深入研
究。但一些基本的科学问题，如掺杂是否能在碳包
覆、较小尺寸、降低游离过渡金属含量、提高结晶
度等策略后能进一步提升材料的动力学特性、稳定
性，电子与离子的混合输运特性及其与材料尺寸的
关系，相界面结构的普遍规律，相边界的推移动力
学，多颗粒之间嵌脱鲤后钮在颗粒间的再平衡，嵌
脱钮引起的材料的应力演化等问题一直都还没有明
确的结论。在基础研究还存在很多疑问的情况下，
LiFeP04 材料己广泛地使用在动力电池、储能电池
中，这也是锺离子电池材料研究的普遍现状。管中
窥豹，鲤离子电池各类材料中缺陷化学问题还远没
有研究清楚，相信这些问题的日渐澄清能够为今后
材料的进一步优化和改性提供新的机会．
