從基礎理論到產業前沿，北工大尉海軍教授十余年積淀推出富鋰正極材料高水平著作

為解決能源緊缺和環境污染問題，基于可再生能源構建可持續發展的綠色能源體系，已成為人類社會面臨的緊迫課題。以鋰離子電池為代表的二次電池技術，有力地支撐了消費電子、電動汽車等產業的發展變革。

世界主要國家電池發展規劃及正極發展趨勢

在未來綠色能源體系中，二次電池將承載越來越重要的使命。動力電池將支撐電動汽車、電動飛機等交通工具的產業發展；儲能電池將承擔清潔能源的儲存、釋放和管理等核心功能；特種電池將為國防安全、太空和深海探測等領域提供有力保障；高性能電池還將有力促進人工智能、機器人等高新技術的發展。為滿足社會經濟科技快速發展對電池更高性能的要求，世界主要經濟體均提出了電池發展規劃和能量密度指標，以期占據未來科技產業的戰略制高點。

LLOs 的結構示意圖：(a)LiTMO?；(b)Li?MnO?

材料是先進電池的物質基礎。從鋰離子電池發展史來看，新型正極材料通常對鋰離子電池的發展起到里程碑式的推動作用。面向下一代高能量密度鋰離子電池，正極材料成為主要瓶頸。在鋰離子電池正極材料家族中，富鋰層狀氧化物(lithium-rich layered oxides，LLOs)正極材料具有特殊意義：

• LLOs 具有遠高于傳統正極材料的比容量，是實現下一代高能鋰離子電池的關鍵技術路線之一；

• LLOs 的特殊晶體結構和電化學反應行為，深化了科研人員對正極材料的科學理解，形成了氧陰離子氧化還原活性等重要科學思路；
  

• LLOs 的相關研究還催生了多種新型鋰/鈉離子電池正極材料的發展。

基于LLOs 的晶疇電池材料示意圖

隨著研究的不斷深入，LLOs 的基礎理論、設計優化和適配應用逐漸獲得了長足的進展。近年來商業化進程正快速推進，處于規模化應用的前夜。基于LLOs 正極材料的高能鋰離子電池，將成為交通電氣化、設備智能化和能源低碳化等產業的關鍵支撐。

作者在LLOs 領域的系統性研究工作

然而，國內外聚焦LLOs 的專著還極為匱乏，遠不能滿足科研工作者和技術研發人員的參考需求。鑒于此，北京工業大學尉海軍教授基于自身在LLOs 領域的十余年持續科學研究和實踐積累，融合該領域的基礎理論、最新研究進展和產業發展前沿撰寫《高能鋰離子電池富鋰正極材料》，以期系統介紹和探討LLOs 的相關進展。

高能鋰離子電池富鋰正極材料

尉海軍 著

北京 : 科學出版社, 2025. 9

(儲能與智能電網技術叢書)

ISBN 978-7-03-083090-6

本書從LLOs 在正極材料家族中的定位展開(第1 章)，首先介紹關鍵性實驗理論方法(第2 章和第3 章)和富鋰正極模型材料研究(第4 章)；進一步，深入探討LLOs 晶體結構的本質(第5 章)和結構演化規律(第6 章)，從而系統闡釋LLOs 的關鍵電化學反應機制(第7 章)；在此基礎上，闡述LLOs 結構設計和性能優化的關鍵性策略(第8 章)和具有重要理論與實踐意義的梯度LLOs 開發(第9 章)，并介紹啟發于LLOs 的新型“富鋰”正極材料(第10 章)；最后，討論與LLOs 在鋰離子電池中的適配應用相關的電解質、電池等方面的進展(第11 章)，并提出作者對于LLOs 領域未來發展、科學延伸和產業應用等方面的管窺之見(第12 章)。

尉海軍教授從2010 年起聚焦富鋰錳基層狀氧化物正極材料的基礎研究和產業化，在該領域具有突出的學術貢獻和廣泛的影響力，形成了清晰的研究脈絡和特色鮮明的學術思路，并實現了自主科技成果的轉化與孵化。該書是尉海軍教授基于自身在富鋰錳基層狀氧化物正極材料長達15 年的研究積累，是系統介紹該材料的專著。書中圍繞作者本人在富鋰錳基層狀氧化物正極材料的結構解析、結構演化、反應機制、性能優化、適配應用等方面的系統性科學成果，結合當下全世界在該領域的重要學術進展，對富鋰錳基層狀氧化物正極材料當前的研究和產業化情況做了全面的介紹，并對其未來發展趨勢提出了重要預測。

該書內容豐富詳實、結構清晰合理、系統性強、見解獨到，是一本不可多得的融合基礎科學理論、最新研究進展和產業發展前沿的高水平科學著作。該書的出版，將填補富鋰錳基層狀氧化物正極材料的系統性科學專著的空白，有力地推進了富鋰錳基層狀氧化物正極材料的產業化進程，為豐富先進電池技術領域的科研工作做出貢獻，為我國先進電池技術領域的科研工作者和工程技術人員提供有益參考。

陳立泉

中國工程院院士

2025 年8 月

本文摘編自《高能鋰離子電池富鋰正極材料》（尉海軍著. 北京 : 科學出版社, 2025. 9）一書“前言”“序”，有刪減修改，標題為編者所加。

(儲能與智能電網技術叢書)

ISBN 978-7-03-083090-6

責任編輯：范運年

富鋰層狀氧化物正極材料具有突出的高能量密度等優勢，是下一代高能鋰離子電池正極材料的重要方案，已成為近年來學術研究和技術研發的熱點。本書基于作者在該領域十余年的持續研究和實踐積累，融合該領域的基礎理論、最新研究進展和產業發展前沿，系統介紹LLOs 結構解析、結構演化、反應機制、設計優化、適配應用等方面的進展，并探討了LLOs 在基礎前沿研究方面的發展與延伸，以及在產業化應用方面的趨勢與挑戰。

本書可供從事能源化學/材料學、二次電池及應用的科研技術人員、高等院校相關專業師生，以及新能源領域的政策制定/產業投資決策人員參考。

（本文編輯： 劉四旦 ）

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