从基础理论到产业前沿，北工大尉海军教授十余年积淀推出富锂正极材料高水平著作

为解决能源紧缺和环境污染问题，基于可再生能源构建可持续发展的绿色能源体系，已成为人类社会面临的紧迫课题。以锂离子电池为代表的二次电池技术，有力地支撑了消费电子、电动汽车等产业的发展变革。

世界主要国家电池发展规划及正极发展趋势

在未来绿色能源体系中，二次电池将承载越来越重要的使命。动力电池将支撑电动汽车、电动飞机等交通工具的产业发展；储能电池将承担清洁能源的储存、释放和管理等核心功能；特种电池将为国防安全、太空和深海探测等领域提供有力保障；高性能电池还将有力促进人工智能、机器人等高新技术的发展。为满足社会经济科技快速发展对电池更高性能的要求，世界主要经济体均提出了电池发展规划和能量密度指标，以期占据未来科技产业的战略制高点。

LLOs 的结构示意图：(a)LiTMO₂；(b)Li₂MnO₃

材料是先进电池的物质基础。从锂离子电池发展史来看，新型正极材料通常对锂离子电池的发展起到里程碑式的推动作用。面向下一代高能量密度锂离子电池，正极材料成为主要瓶颈。在锂离子电池正极材料家族中，富锂层状氧化物(lithium-rich layered oxides，LLOs)正极材料具有特殊意义：

• LLOs 具有远高于传统正极材料的比容量，是实现下一代高能锂离子电池的关键技术路线之一；

• LLOs 的特殊晶体结构和电化学反应行为，深化了科研人员对正极材料的科学理解，形成了氧阴离子氧化还原活性等重要科学思路；
  

• LLOs 的相关研究还催生了多种新型锂/钠离子电池正极材料的发展。

基于LLOs 的晶畴电池材料示意图

随着研究的不断深入，LLOs 的基础理论、设计优化和适配应用逐渐获得了长足的进展。近年来商业化进程正快速推进，处于规模化应用的前夜。基于LLOs 正极材料的高能锂离子电池，将成为交通电气化、设备智能化和能源低碳化等产业的关键支撑。

作者在LLOs 领域的系统性研究工作

然而，国内外聚焦LLOs 的专著还极为匮乏，远不能满足科研工作者和技术研发人员的参考需求。鉴于此，北京工业大学尉海军教授基于自身在LLOs 领域的十余年持续科学研究和实践积累，融合该领域的基础理论、最新研究进展和产业发展前沿撰写《高能锂离子电池富锂正极材料》，以期系统介绍和探讨LLOs 的相关进展。

高能锂离子电池富锂正极材料

尉海军 著

北京 : 科学出版社, 2025. 9

(储能与智能电网技术丛书)

ISBN 978-7-03-083090-6

本书从LLOs 在正极材料家族中的定位展开(第1 章)，首先介绍关键性实验理论方法(第2 章和第3 章)和富锂正极模型材料研究(第4 章)；进一步，深入探讨LLOs 晶体结构的本质(第5 章)和结构演化规律(第6 章)，从而系统阐释LLOs 的关键电化学反应机制(第7 章)；在此基础上，阐述LLOs 结构设计和性能优化的关键性策略(第8 章)和具有重要理论与实践意义的梯度LLOs 开发(第9 章)，并介绍启发于LLOs 的新型“富锂”正极材料(第10 章)；最后，讨论与LLOs 在锂离子电池中的适配应用相关的电解质、电池等方面的进展(第11 章)，并提出作者对于LLOs 领域未来发展、科学延伸和产业应用等方面的管窥之见(第12 章)。

尉海军教授从2010 年起聚焦富锂锰基层状氧化物正极材料的基础研究和产业化，在该领域具有突出的学术贡献和广泛的影响力，形成了清晰的研究脉络和特色鲜明的学术思路，并实现了自主科技成果的转化与孵化。该书是尉海军教授基于自身在富锂锰基层状氧化物正极材料长达15 年的研究积累，是系统介绍该材料的专著。书中围绕作者本人在富锂锰基层状氧化物正极材料的结构解析、结构演化、反应机制、性能优化、适配应用等方面的系统性科学成果，结合当下全世界在该领域的重要学术进展，对富锂锰基层状氧化物正极材料当前的研究和产业化情况做了全面的介绍，并对其未来发展趋势提出了重要预测。

该书内容丰富详实、结构清晰合理、系统性强、见解独到，是一本不可多得的融合基础科学理论、最新研究进展和产业发展前沿的高水平科学著作。该书的出版，将填补富锂锰基层状氧化物正极材料的系统性科学专著的空白，有力地推进了富锂锰基层状氧化物正极材料的产业化进程，为丰富先进电池技术领域的科研工作做出贡献，为我国先进电池技术领域的科研工作者和工程技术人员提供有益参考。

陈立泉

中国工程院院士

2025 年8 月

本文摘编自《高能锂离子电池富锂正极材料》（尉海军著. 北京 : 科学出版社, 2025. 9）一书“前言”“序”，有删减修改，标题为编者所加。

(储能与智能电网技术丛书)

ISBN 978-7-03-083090-6

责任编辑：范运年

富锂层状氧化物正极材料具有突出的高能量密度等优势，是下一代高能锂离子电池正极材料的重要方案，已成为近年来学术研究和技术研发的热点。本书基于作者在该领域十余年的持续研究和实践积累，融合该领域的基础理论、最新研究进展和产业发展前沿，系统介绍LLOs 结构解析、结构演化、反应机制、设计优化、适配应用等方面的进展，并探讨了LLOs 在基础前沿研究方面的发展与延伸，以及在产业化应用方面的趋势与挑战。

本书可供从事能源化学/材料学、二次电池及应用的科研技术人员、高等院校相关专业师生，以及新能源领域的政策制定/产业投资决策人员参考。

（本文编辑： 刘四旦 ）

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