高镍单晶正极材料因其高能量密度、优异的热稳定性和长循环寿命，被视为解决电动汽车续航焦虑与安全问题的关键材料之一。然而，传统制备方法如高温固相烧结法和熔盐辅助法，普遍存在能耗高、锂盐损失和设备腐蚀严重、晶粒团聚、大量污水需处理等难题，制约了其规模化应用。

近日，青岛能源所绿色反应分离与过程强化技术中心研究团队提出了以低熔点LiNO₃为锂源，结合瞬时高温烧结新策略，在较低温度下成功制备出了高性能、高分散性的单晶Al-Mg双掺杂NCM811正极材料。该技术可减少锂盐损失，其锂盐用量仅为前驱体的1.05倍（摩尔比），首次在多晶锂化温度条件下实现了单晶的制备。

研究团队利用LiNO₃的低熔点特性（252 ºC），先引入两个低温预烧阶段（300 ºC/4 h+450 ºC/4 h）来促进锂盐充分进入前驱体主体相内，然后通过在恒低温阶段（790 ℃/15 h）引入瞬时高温实现单晶形貌和粒度的精确控制，详细考察了瞬时温度、时长以及引入阶段对NCM811正极材料结构和电化学性能的影响。研究结果表明，在最优烧结条件下，该新单晶制备策略可诱导晶粒快速生长为单晶形态，获得最优的结晶度和晶体结构并降低了阳离子混排程度。所制备的单晶NCM811正极材料可适用于高电压4.5 V，该材料在1 C、200圈循环后的容量保持率高达79.3%，是某商业正极材料的1.37倍；在高电流密度下，材料在5 C（即12分钟充满）和10 C（即6分钟充满）的放电比容量分别高达157.4 mAh/g和131.1 mAh/g，有望实现“充电5分钟，续航4小时”，是一种优秀的高压快充候选正极材料。

图1 瞬时高温-恒低温策略制备的高性能单晶正极Al&Mg-NCM811材料

相关研究成果发表在国际权威期刊Journal of Energy Storage上，国际留学生Arif Rashid为第一作者，助理研究员王真真、肖航和李萍以及黄青山研究员为共同通讯作者。该工作获得了国家自然科学基金、山东省自然科学基金以及“分析技术开发”计划项目等项目支持。(文/图 肖航)

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.est.2026.121597

[1] Arif Rashid, Ru Li, Dongbin Qiao, Zhenzhen Wang, Hang Xiao, Ping Li, Qingshan Huang. Preparing high performance single-crystal LiNi_0.8Co_0.09Mn_0.07Al_0.01Mg_0.03O₂ using a simple variable temperature sintering strategy [J]. Journal of Energy Storage, 2026, 157: 121597.