锂电池被用来为大多数现有的电动汽车供电，但在需要充电之前，它们可以保持车辆运行的时间仍然有点有限。在未来，高镍层状氧化物正极材料可以帮助增加电动汽车的驱动范围，从而能够开发更便宜和性能更好的锂离子电池。
目前，大多数商业上可用的锂离子电池在其电极中使用大量的钴。然而，钴价格昂贵，性质并不特别丰富，这大大增加了锂基电池的制造成本。
世界各地的科学家最近一直在试图确定新的设计策略，以促进这些电池的广泛使用，因为这反过来可能降低电动汽车的价格，并增加其大规模采用的可能性。这最终可以通过确定更丰富的材料，可以用于锂基电池，提出新的组合物，设计新的生产工艺和引入替代结构设计来实现。
在《自然能源》（Nature Energy）上发表的一篇论文中，德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的研究人员概述了一些高镍层状氧化物阴极的设计考虑，这些阴极可以在未来十年左右的时间里在锂基电池中实现。他们的研究总结了一些典型的挑战，当试图最大限度地提高高镍层状氧化物阴极的能量输出时，同时也比较了一些新出现的设计，以创造锂基电池与零钴化学。
开展这项研究的研究人员之一阿鲁穆加姆·曼蒂拉姆告诉TechXplore说：“随着交通部门电气化的推进，钴的供应和价格可能成为锂离子电池广泛商业化的障碍。因此，我们研究的主要目的是减少或消除锂离子电池电极中的钴和镍。
在电极中使用镍代替钴的关键优点是它更便宜，更容易找到。此外，镍含量高的电极比钴含量高的阴极具有更高的电荷存储容量、能量密度和更长的电荷间操作时间。
然而，不幸的是，含有大量镍的层状氧化物阴极可能很难合成，同时仍然保持良好的性能。在他们的研究中，Manthiram和他的同事提出了一系列可以优化这些当前合成过程的策略。
曼蒂拉姆说：“我们最有意义的成就是，我们能够在锂离子电池中合成镍含量高、钴含量低、性能良好的电极材料。“然而，镍含量高的电极材料在暴露于空气中时容易被降解。目前，我们正在集中精力稳定它们，以实现更好的空气稳定。”
这项由Manthiram和他的同事进行的研究概述了一些有价值的设计考虑，这些考虑很快就能利用高镍层状氧化物阴极开发出更便宜、性能更好的锂基电池。研究人员还对可能促进锂离子电池广泛使用的稳定技术进行了一般性评估，以帮助世界各国实现其车辆电气化目标。
曼蒂拉姆说：“我们现在的重点是进一步优化我们开发的电极材料的组成和稳定性，以及将它们放大。”
