Ni含量>90%的LiNiO₂基正极是极具潜力的下一代正极材料。然而，由于缺乏对钴、锰和铝等关键元素内在作用的基本理解，使得掺杂剂范围有限（<10%）的高镍正极的合理组成设计极具挑战性。近日，德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram报道了锂基电池中高镍层状氧化物阴极中关键掺杂元素的内在作用。

本文要点：

1) 作者设计了具有5%单元素掺杂的阴极，包括LiNi_0.95Co_0.05O₂ 、 LiNi_0.95Mn_0.05O₂ 和 LiNi_0.95Al_0.05O₂ 以及未掺杂的 LiNiO₂ (LNO)。并且作者通过控制截止电荷能量密度和常用的截止充电电压，系统研究了掺杂剂的影响。

2) 作者通过对电化学性质的全面研究，并结合结构和界面稳定性的表征以及电解质分解途径的深入分析，揭示了以下内容：i）掺杂剂可以调节阴极能量密度或充电状态，以及H2-H3 相变的发生，从而决定了可循环性； ii) 未掺杂的 LNO 具有很好的稳定性，避免H2-H3 相变； iii) Co在优化的电化学操作条件下具有优异的整体优势。

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Zehao Cui et.al Assessing the Intrinsic Roles of Key Dopant Elements in High-Nickel Layered Oxide Cathodes in Lithium-Based Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202203853

https://doi.org/10.1002/aenm.202203853