Chem. Sci. 颠覆传统认知:W掺杂提升高镍正极寿命,关键在阳离子有序,而非晶粒细化
能源学人
2025-12-31 15:08
文章摘要
背景:镍含量超过90%的高镍正极材料对于提升电动汽车电池能量密度至关重要,但其商业化受限于高荷电状态下的结构不稳定性。传统研究认为通过掺杂实现晶粒细化和径向排列是提升循环稳定性的主要机制。目的:本研究旨在厘清高价态钨(W6+)掺杂提升LiNi0.92Co0.04Mn0.04O2正极材料电化学稳定性的主导机制,挑战“形貌调控主导”的传统认知。结论:研究发现,电化学稳定性与晶粒形貌仅弱相关,而与Li+/Ni2+阳离子混排程度呈强负相关。W6+掺杂的核心益处在于抑制阳离子无序、稳定主体晶格并促进可逆相变,而非传统强调的形貌修饰。通过优化掺杂浓度与烧结温度的匹配,材料表现出优异的循环性能(全电池1000次循环容量保持率91.53%),确立了“阳离子有序优先于形貌调控”的新设计范式。
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