高能量密度、长循环寿命、高安全性的锂离子电池是储能领域的重大需求。超高镍层状氧化物LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂（NCM，x≥0.9）具有较高能量密度和较低成本，是一种极具应用前景的锂离子电池正极材料。

超高镍正极由NCM(OH)₂前驱体和LiOH之间的锂化反应获得。然而，这一过程经历多个非平衡中间体的复杂相变，如何调控结构演变对于合成高质量NCM正极至关重要。然而，对锂化反应过程中影响NCM正极结构的机制仍不清晰，成为制约获得高质量超高镍层状正极材料的关键问题。

近日，上海大学袁帅研究员、赵尹副研究员等对超高镍NCM(OH)₂前驱体的锂化反应过程提出了新见解，揭示了NCM(OH)₂前驱体颗粒的球形度对锂化过程及超高镍层状正极材料电化学性能的影响机制。

该工作发现非球形NCM(OH)₂前驱体颗粒破坏了锂化反应的均匀性，LiOH倾向于在前驱体颗粒表面的凸起部分富集，导致局部锂过量，会在较低温度下形成局部致密的壳层，在随后反应过程中，该致密壳层会影响锂离子向颗粒内部的扩散过程，导致中间体颗粒内部形成“贫锂”的NCMO核和内部孔隙，从而影响最终NCM颗粒内部的结构一致性。

高球形度的NCM(OH)₂前驱体具有对称结构和光滑表面，可有效避免LiOH在颗粒表面的局部富集，防止形成局部致密壳层，有利于锂化过程中锂离子充分扩散到颗粒内部，从而有效抑制“贫锂”NCMO核和内部孔隙的产生。因此，提高前驱体颗粒球形度有助于抑制非均相中间体的形成，从而有效提高正极材料的结构一致性。

基于这一机制，对球形度低的前驱体颗粒制定了更优的升温程序，先在特定温度下进行预转化，避免前驱体颗粒表面局部致密壳层的形成，同时保证锂离子充分扩散，有效地抑制了不均匀中间体的形成，最终产品的结构一致性和循环稳定性都得到了明显提升。