W⁶⁺掺杂调控微结构增强LiNi_0.9Co_0.1O₂高镍正极材料的循环稳定性

作者：李阿飞; 胡成志; 王璨; 曹世丞; 唐伟建; 刘治保; 陈凯; 王长平; 陈章贤

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(07): 1746-1755.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20230063

• 锂离子电池
• 正极材料
• 微结构
• 掺杂
• 高镍

电动汽车等应用领域对锂离子电池能量密度的需求日益增长，LiNi0.9Co0.1O2因其高比容量和价格适中等优势受到了广泛的关注，有潜力成为下一代锂离子电池正极材料。然而，锂镍混排、H2–H3相变引起的微裂纹和表面副反应等问题导致LiNi0.9Co0.1O2的充放电循环稳定性较差。通过掺杂W6+对LiNi0.9Co0.1O2的微结构进行了有效调控，并调节一次晶粒的表面能使其由无序堆积的不规则形状转变为径向有序排列的细长条状。该微结构特征可以抑制LiNi0.9Co0.1O2的应力累积和微裂纹的形成，同时为Li+提供了丰富的扩散通道，有效提高了LiNi0.9Co0.1O2正极材料的循环稳定性和倍率性能。当W6+掺杂量为1%（摩尔分数）时，LiNi0.9Co0.1O2改性样品在0.1 C倍率下的放电比容量高达231.2 mA·h/g，在0.5 C倍率下放电比容量为213.3 mA·h/g，循环150次后容量保持率达93%。该微结构调控策略为提高LiNi0.9Co0.1O2高镍正极材料的循环稳定性提供了一种思路。

• 单位
  合肥工业大学