通过Mo掺杂诱导低Li/Ni混排程度增强Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)可逆容量与循环稳定性

作者：冉沛林; 吴康; 赵恩岳^*; 王芳卫^*; 毋志民^*

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 1-16.

• 锂离子电池
• 富锂层状氧化物
• 正极材料
• 阳离子混排

富锂层状氧化物因能量密度高和成本低，有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料。然而，富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定，导致电压衰减和不可逆容量损失。尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减，但存在严重的阳离子混排和较差的动力学。我们采用了一种简单易行的高价离子掺杂策略，在Li1.2Ni0.13Fe0.13Mn0.54O2(LNFMO)中掺入Mo元素，拓宽了锂层间距，为Li+的传输提供了更宽的通道，改善了Li+的扩散动力学，有效地抑制了阳离子混排，进一步稳定了层状结构。得益于此，Mo掺杂后的富锂材料表现出显著增强的电化学性能，在0.2 C电流密度下表现出209.48 mAh/g的初始放电比容量。1 C下的初始放电比容量从137.02 mAh/g提高到165.15 mAh/g；循环300次后，仍有117.49 mAh/g的放电比容量，电压衰减由2.09 mV/cycle降低为1.66 mV/cycle。本文对Mo掺杂后的正极材料进行了系统表征并揭示了循环稳定的机理，对高性能富锂正极材料的设计提供了重要参考。

• 单位
  电子工程学院; 中国科学院物理研究所; 松山湖材料实验室; 重庆师范大学