表面掺杂提高富锂层状氧化物的结构完整性和性

富锂层状氧化物因其高能量密度和低成本被认为是用于下一代锂离子电池（LIB）的最有希望的正极材料。然而，这些材料存在严重的缺点，例如容量衰减，连续的电压下降等,主要是由于过渡金属（TM）连续迁移到Li层中，从而导致从层状到尖晶石或岩石的逐渐结构退化。到目前为止，科研人员已经发现表面改性包括涂层，蚀刻和钝化电极表面是有效的，通过抑制表面腐蚀和电解质分解控制富锂氧化物的容量下降。但是，它无法防止放电电位下降。此外，活性主体和涂层客体之间的晶格失配导致涂层在长期循环期间分裂。阳离子和阴离子掺杂已经证明可以阻止TM迁移，以提高富锂氧化物的循环性能，但也不能停止放电电位下降。

日前，中国科学院的研究人员通过理论计算与设计实验发现，使用Nb掺杂可以提高Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2的性能。掺杂的Nb5+离子通过约5个原子层进入其Li层，并与其表面上和表面附近的O产生更强的结合力。在充电期间，表面附近的氧保持惰性，并由此减弱Mn4+的迁移，防止通常的层状到尖晶石转变并确保结构稳定性。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201802105

  （孔祥邦）