多元素掺杂抑制正极材料的内应力积累

高镍层状氧化物LiNi_(x)Mn_(y)Co_(1-x-y)O_(2) (NCM,x≥0.8)由于其高的能量密度和低廉的成本是锂离子电池(LIBs)最有前途的正极材料之一。提高NCM镍含量和截止电压可以提升正极材料的实际放电比容量,然而,高镍含量导致其表面残留大量的锂化合物,影响界面处锂离子的传输;同时长循环过程中产生的HF会溶解层状晶体结构中的过渡金属离子,使其电化学性能变差,严重阻碍了NCM大规模的实际应用。改善NCM的结构不稳定性可以通过掺杂来实现,在此,提出了一种协同掺杂改性策略,在NCM晶体内部同时掺杂Ta、Ti和Mg元素,3种元素的协同作用抑制了不可逆相变的发生,缓解了晶体内应力的积累。Ta@Ti@Mg改性的NCM在2.75~4.60 V,0.5 C循环100次后放电比容量为175.5 mAh/g,该协同掺杂策略为其它正极材料的改性提供了借鉴作用。