近日，加州大学尔湾分校忻获麟教授研究组在锂电正极氧化物材料的研究方向取得重大突破。中国矿业大学材料科学与工程专业2014届毕业生王春阳博士为论文共同第一作者，相关成果发表在2022年9月21日刊出的《Nature》杂志上，论文题目为“Compositionally complex doping for zero-strain zero-cobalt layered cathodes”。（https://www.nature.com/articles/s41586-022-05115-z）
钴元素价格的高度波动性和钴矿开采的地缘政治限制使得无钴锂电正极材料成为汽车工业的迫切需要。得益于其高能量密度和低成本的优势，高镍低钴或无钴(零钴)层状正极成为下一代锂离子电池最有前途的正极材料，然而，这一类材料所固有的低热稳定性和结构力学稳定性极大降低了锂离子电池的循环寿命和安全性。近日，加州大学尔湾分校忻获麟教授课题组利用复杂成分(高熵)掺杂策略成功地制备了一种具有极高热稳定性和循环稳定性的无钴高镍层状正极氧化物材料。结合同步辐射X射线衍射/吸收谱、透射X射线（TXM）三维重构技术、原位/离位TEM等多尺度表征技术，研究发现该氧化物在较宽的电化学窗口内表现出零应变特征（体积膨胀<1%），从而有效抑制了晶格缺陷的产生、延缓了有害相变导致的结构退化、防止了电化学力诱发的裂纹萌生与扩展，从而使得其具有比商用NMC-811材料更为出色的电化学性能以及与商用NMC-532正极材料相当的热稳定性。该工作兼顾基础研究与实际应用，不但解决了高镍、无钴正极材料长期存在的安全性和稳定性问题，还提供了一种通用的抑制插层电极中的应变与损伤的通用策略。
王春阳，博士，本科就读于中国矿业大学材料科学与工程学院（2010-2014年），期间曾获国家奖学金、孙越崎奖学金、中国矿业大学优秀毕业生、江苏省三好学生、江苏省优秀本科毕业论文（指导教师牛继南）。2014年9月推免至中国科学院金属研究所直接攻读博士学位，师从沈阳材料科学国家(联合)实验室（现沈阳材料科学国家研究中心）杜奎研究员从事原位定量透射电子显微学、电子层析三维重构技术以及金属材料的形变与相变研究。博士期间曾获国家奖学金、师昌绪奖学金等。2019年6月获材料物理与化学博士学位，随后加入加州大学尔湾分校忻获麟教授课题组从事博士后研究，目前主要研究方向为多尺度（三维/原位）TEM技术在电池材料中的应用、层状氧化物正极材料的相变机制与结构演化、金属/陶瓷材料的结构-性能构效关系。目前在Nature, Nature Nanotechnology, Matter, PRL, Nature Communications, Nano Letters,Chemical Reviews等期刊发表论文40余篇。以第一作者身份在Nature, Matter(2), PRL, Nano Letters(4)等期刊发表论文12篇。他于2022年8月荣获美国电子显微学会Postdoctoral Scholar Award。
