成果简介（300-500字）
在正极粘结剂中添加石墨烯前驱体，能够显著提升三元高镍单晶（NCM8300）正极材料在高电压下的结构稳定性。首先将石墨烯前驱体分散到含PVDF的NMP溶液中，随后按照常规的方法制备正极浆料，最后将浆料涂布在铝箔上制得正极片并组装成NCM8300||Li电池。NCM8300正极（石墨烯前驱体为NCM8300质量的2%）在4.5 V的充电截止电压、0.5 C的电流密度下，充放电循环300次后放电比容量仍然保持在112 mAh g-1。
性能显著提升的原因如下：
（1）石墨烯前驱体与NCM8300颗粒紧密粘附，能够有效缓解电解液与NCM8300颗粒表面发生副反应；
（2）石墨烯前驱体氧化电位较低，在高电位下能够形成一层有效的正极保护膜（CEI膜），抑制电解液中的溶剂分子在高电位下的分解；
（3）石墨烯前驱体中的碳氮三键能够与NCM8300颗粒表面的过渡金属离子发生配位作用，增加过渡金属离子的迁移能垒，从而抑制NCM8300颗粒表面过度金属离子的溶出；
（4）石墨烯前驱体与过度金属之间的相互作用使得NCM8300颗粒紧密地粘附在铝箔集电极上，进一步提高了NCM8300正极的电化学性能。石墨烯前驱体包覆三元高镍单晶正极材料有望应用于高能量密度动力及储能电池中。此外，石墨烯前驱体作为高电压正极的包覆材料，在钴酸锂、镍锰酸锂等正极材料中有着广泛的应用前景，能够显著提升其循环稳定性。
图1 含PVDF-石墨烯前驱体的NMP溶液的制备流程及其在正极中的应用
图2 在NCM8300正极片中添加与未添加石墨烯前驱体样品的循环性能对比图
技术创新
在NCM8300正极中添加石墨烯前驱体，显著提升其循环稳定性。
专利情况
申请号（授权号）： 待提交
市场前景及应用领域
石墨烯前驱体包覆三元超高镍单晶正极有望应用于高能量密度动力及储能电池中、提高三元超高镍正极材料的循环稳定性。此外，石墨烯前驱体作为高电压正极的包覆材料，在钴酸锂、镍锰酸锂等正极材料中有着广泛的应用前景。
合作方式：许可使用、股权投资、合作创办企业等技术合作方式，提供从项目策划至项目运行全套技术服务。
成果单位：深圳大学化学与环境工程学院
成果负责人：刘剑洪
联系电话：13902987715
电子邮箱：liujh@szu.edu.cn
科研概况