双重锚固策略改善超高镍单晶正极材料稳定性

主要观点总结

本文介绍了北京理工大学吴锋院士团队提出的基于锑锚定超高镍单晶正极材料体相/表面结构的多重改性策略，旨在显著提升超高镍层状氧化物的结构稳定性和电化学性能。研究运用了多种先进表征技术，深入揭示了循环稳定性与相可逆性之间的内在联系。研究结果表明，锑的掺杂有效提高了材料的结构稳定性、电化学性能和热稳定性，为富镍层状氧化物在高能量密度锂离子电池中的应用提供了前景。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

近年来，超高镍正极材料在锂离子电池中得到了广泛应用，但面临不可逆相转变和界面副反应等挑战。

关键观点2: 工作介绍

北京理工大学吴锋院士团队提出了一种基于锑锚定超高镍单晶正极材料体相/表面结构的多重改性策略，旨在提高超高镍层状氧化物的结构稳定性和电化学性能。

关键观点3: 关键结果

锑的掺杂不仅提高了材料的结构稳定性，还显著提高了其电化学性能和热稳定性。通过先进的表征技术，证实了锑在抑制相转变、增强电化学性能和提高热稳定性方面的作用机制。

关键观点4: 实验证据

实验结果显示，掺杂锑后的材料在3.0-4.2 V的电压区间和1C的充放电倍率下，经过1000次循环后仍有93.4%的超高容量保持率。此外，通过SEM、TOF-SIMs、HR-TEM等表征技术评估了掺杂剂Sb对SC90的形貌和微观结构的影响。

关键观点5: 研究结论

综合应用理论计算与一系列先进表征技术，证实了Sb原子精确占据过渡金属（TM）位点，并实现了对材料表面及体相结构的双重锚固效应，为NCM材料带来了多重显著优势。

文章预览

【研究背景】 高镍正极材料单晶化，作为一种形态改性策略，近年来在领域内得到了广泛的应用。然而，当镍元素的含量攀升至90%乃至更高水平时，超高镍正极材料会经历一定程度的不可逆相转变，以及由高氧化性Ni 4+ 诱发的界面副反应。这些现象在材料的长期循环过程中，会导致显著的结构应力累积与表面衰退。因此，单纯依靠单晶化策略难以彻底根除由超高镍含量所带来的结构缺陷。针对这一挑战，探索并实施有效的改性策略显得尤为重要，这些策略需兼顾抑制超高镍正极材料在循环期间的结构应力积累，并缓解其表面电化学性能的退化，旨在实现对超高镍单晶正极材料从体相至表面的多层次改性。 【工作介绍】 近期，北京理工大学吴锋院士团队穆道斌、赵志坤及谭国强提出了一种基于锑锚定超高镍单晶正极材料体相/表面结构的多重改性策 ………………………………