動力電池作為電動車核心部件，是決定未來新能源電動汽車性能和規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵因素。電池最重要的性能指標有兩個：能量密度與倍率性能。其中，能量密度決定了電池能裝下多少能量，其特性與材料體系的本征特性有關(guān)；而倍率性能決定了充放電的速度，正極材料中離子擴散速率則是影響電池倍率性能的關(guān)鍵因素。因此，提升離子的嵌入/脫出速率對提高正極材料的倍率性能具有重要的研究意義。

目前，國內(nèi)外針對正極材料的倍率性能的研究尚處于實驗觀測以及經(jīng)驗法、試錯法改進階段，人們想出了各種改善方法，比如使用納米材料做電極，制備3D結(jié)構(gòu)提高電極比表面積，改善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和離子的擴散速度，從而提升電極材料的倍率性能。然而，大部分的研究僅僅浮于納米材料的性能分析層面，并未對其倍率性能的影響因素進行深入分析，缺乏針對實用性微米級的商業(yè)正極材料倍率性能提升的有效途徑，導(dǎo)致實驗結(jié)論無法指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)實行。一方面，納米顆粒具有高的比表面積，質(zhì)量輕，很難緊密的結(jié)合在一起，這會降低電極的壓實密度，限制電池的體積能量密度；另一方面，納米顆?？赡軙碗娊赓|(zhì)發(fā)生不必要的化學(xué)反應(yīng)，減少使用壽命。并且，納米材料還會大大地提高電池成本。因此，與單純對納米材料進行分析改性相比，深入研究影響電池倍率性能的關(guān)鍵因素，設(shè)計高效的材料電解液體系，對于開發(fā)高性能儲能層狀材料具有重要的社會經(jīng)濟學(xué)意義。

有鑒于此，當前仍有必要對電池正極材料進行理論計算及相關(guān)電化學(xué)性能分析，以便從原理上獲得影響離子嵌入/脫出速率的關(guān)鍵因素，進而得到更具通用性和指導(dǎo)意義的提升儲能層狀材料離子嵌入/脫出速率的方法，從而有效提高電池的倍率性能。

本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種提升儲能層狀材料離子嵌入/脫出速率的方法，通過制備層狀正極材料，并將其置于不同電解液體系中，利用電化學(xué)檢測及理論計算的方式對層狀正極材料嵌離子后的晶格信息及不同條件下的離子擴散狀態(tài)進行分析，得到影響離子嵌入/脫出速率的關(guān)鍵因素，并以此進行調(diào)控，從而提升儲能層狀材料中離子嵌入/脫出速率，得到高倍率正極材料體系。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提升儲能層狀材料離子嵌入/脫出速率的方法，包括如下步驟：

S1、制備層狀正極材料；

S2、將步驟S1得到的所述層狀正極材料作為正極，將Ag/AgCl電極作為參比電極，并將鉑片電極作為對電極，構(gòu)建三電極體系；將所述三電極體系浸入電解液中，進行電化學(xué)性能測試；

S3、通過理論計算，得到所述電解液中的電解質(zhì)陽離子在所述層狀正極材料中的層間狀態(tài)；并結(jié)合步驟S2得到的電化學(xué)性能測試結(jié)果進行分析，得到所述層狀正極材料的層間距與所述電解質(zhì)陽離子尺寸的差值與離子嵌入/脫出速率間的關(guān)系；

S4、對步驟S3中所述差值進行調(diào)控，提升儲能層狀材料離子嵌入/脫出速率，得到高倍率正極材料體系。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、本發(fā)明通過制備層狀正極材料，并將其置于不同電解液體系中，利用電化學(xué)檢測及理論計算的方式對層狀正極材料嵌離子后的晶格信息及不同條件下的離子擴散狀態(tài)進行分析，能夠得到影響離子嵌入/脫出速率的關(guān)鍵因素，并以此進行調(diào)控，從而提升儲能層狀材料中離子嵌入/脫出速率，得到高倍率正極材料體系。

2、本發(fā)明從層狀正極材料的嵌離子特性出發(fā)，針對層狀正極材料在不同電解質(zhì)中充放電的特點，通過開路電壓測試、循環(huán)伏安測試、充放電測試和原位交流阻抗測試等電化學(xué)測試方法，研究了層狀正極材料在不同電解質(zhì)中的倍率特性及不同離子狀態(tài)對材料界面轉(zhuǎn)移電阻的影響，并通過理論計算得到層間離子狀態(tài)，二者結(jié)合分析，不僅有利于指導(dǎo)實驗設(shè)計得到高倍率電池體系，還有利于從原理上了解材料倍率性能的影響因素，得到層狀正極材料的層間距與所述電解質(zhì)陽離子尺寸的差值與離子嵌入/脫出速率間的關(guān)系，從而通過調(diào)整該差值對儲能層狀材料中離子嵌入/脫出速率進行調(diào)控，達到提高電池倍率的效果。

3、本發(fā)明提供的提升儲能層狀材料中離子嵌入/脫出速率的方法具有通用性，能夠適用于各類層狀正極材料及電解液體系，不僅對于解決目前高倍率電池體系的設(shè)計問題具有重要意義，有利于提高動力電池的倍率性能，推進其在不同使用條件中的應(yīng)用；還有利于促進動力電池體系的開發(fā)，有望提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司的電池儲能產(chǎn)品競爭力，社會經(jīng)濟效益前景顯著，具有重要的理論實踐意義。