掺杂技术在锰基层状富锂氧化物正极材料中应用进展

作者：陈紫莹; 丁翔^*; 童庆松^*; 李俊延; 黄景瑜

来源：储能科学与技术, 2022, 11(08): 2681-2690.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0284

• 富锂正极
• 离子掺杂
• 单掺杂
• 双掺杂

锂离子电池(LIBs)凭借能量密度高、能量转换效率高的优势，已成为当今最受欢迎的储能器件。嵌入型正极材料中，锰基层状富锂氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2具有最高的放电比容量和高工作电压，但存在结构稳定性差等问题限制其应用在大规模储能领域。本文通过对近期相关文献的探讨，综述了提高富锂正极材料的结构稳定性和电化学性能的策略，回顾了晶格掺杂对锰基层状富锂氧化物正极材料的结构改性设计，分析了锂(Li)位、过渡金属(TM)位和氧(O)位的不同掺杂对其结构和性能的影响，着重介绍了单掺杂和双掺杂两种方法，总结了不同离子在不同位置单掺杂的电化学性能对比，阐述了掺杂后材料的结构变化和影响性能的机制。综合分析表明，晶格掺杂策略对提高循环性能、倍率性能、首次放电容量、首次库仑效率和缓解电压衰减等有显著影响，其中双掺杂的协同效应相比于单掺杂具有更高的结构稳定性和更优异的电化学性能。希望能为富锂相正极材料在下一代高能量密度锂离子电池储能领域的广泛应用提供参考。

• 单位
  材料学院; 福建师范大学