华东理工江浩Nature子刊：同步掺杂和涂覆双重改性助力锂离子电池的高能富镍正极

层状富镍正极商业化面临的关键挑战包括其容量的快速衰减和晶体解体的热失控以及界面的不稳定性，结合结构的表面改性是克服这些问题的最终选择。

在此，华东理工大学江浩教授等人通过使用草酸盐辅助沉积和随后的热驱动扩散方法设计和制备了同步梯度Al掺杂和LiAlO₂涂层的LiNi_0.9Co_0.1O₂正极。

理论计算、原位XRD和有限元模拟证实，Al³⁺在Ni²⁺之前移动到四面体间隙，消除了 Li/Ni无序状态和内部结构应力，锂离子导电的LiAlO₂表层可防止电解质边界渗透并减少副反应。

图1. Al改性正极的合成和表征

这种富镍正极在100次循环后容量保持率为97.4%，20 C时的快速充电容量为127.7 mAh g^-1。采用富镍正极和石墨负极的3.5 Ah软包电池的循环寿命超过500次，容量损失仅为5.6%。

这项工作提供了一种可扩展的双重改性策略，以实现具有长寿命和良好热稳定性的高能量和高功率密度的富镍正极。

图2. 半/全电池中正极的电化学性能

Surface enrichment and diffusion enabling gradient-doping and coating of Ni-rich cathode toward Li-ion batteries, Nature Communications 2021. DOI：10.1038/s41467-021-24893-0

华东理工江浩Nature子刊：同步掺杂和涂覆双重改性助力锂离子电池的高能富镍正极

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