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摘要
钴酸锂是一种成功实现商业化的锂离子电池正极材料，但其实际的容量远低于其理论容量(274 mAh/g)。提高钴酸锂的充电截止电压能够有效提高其放电容量，但钴酸锂在高压条件下结构不稳定性，导致其循环寿命明显降低。本文提出一种Al-Y-Zr原位共掺杂的策略，以提高钴酸锂在4.53 V的循环性能。通过将Al-Y-Zr掺杂的Co3O4、Li2CO3、MgO按一定化学计量比称取并混合均匀后，采用高温固相法合成LiCo((1-a-b-c-d))AlaZrbYcMgdO2正极材料，并探究了原位共掺杂对高电压钴酸锂循环性能的影响。X射线衍射(XRD)表明掺杂前后晶体均为六方相层状结构，扫描电镜(SEM)说明了掺杂元素对晶体颗粒粒径的调控作用。循环前后的电化学阻抗谱(EIS)表明，Al-Y和Al-Y-Zr共掺杂能有效抑制循环过程中电荷转移阻抗(Rct)的增长。扣式电池及软包电池测试结果都表明Al-Y和Al-Y-Zr前驱体共掺杂能够显著提升循环性能，后者提升更明显。本研究有助于推动高电压钴酸锂正极的应用，为高比能量锂离子电池技术的研发提供实验依据。
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