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具有异质外延界面的双阳离子修饰高ni -低Co层状氧化物阴极用于高能量密度锂离子电池( Dual cationic modified high Ni-low Co layered oxide cathode with a heteroepitaxial interface for high energy-density lithium-ion batteries )
S Jamil AB Yousaf HY Sun DS Han X Wang
锂离子电池（LIBs）具有高能量密度、高使用寿命、高成本效益和优异的循环稳定性,是电动汽车实现每次充电300英里续驶里程的一个需求。高镍低钴阴极是下一代锂离子电池的高电位阴极之一。尽管它具有诸多优点，但仍阻碍了其循环稳定性差和结构退化，主要影响其商业化。本文采用高温固相法合成了双阳离子掺杂的NCM(LiNi0.94Co0.03Mn0.03O2)。发现Ga掺杂可以促进阳离子有序性，增强TM-O键能，减少氧损失，从而稳定可逆阴离子氧化还原过程。同时，强的Zr-O键强化了TM-O板，促进了Li的插层/脱层。结果表明,Zr-Ga双掺杂(NCMZG)形成了异质外延界面,显著地减少了阳离子混合,抑制了层状向尖晶石/岩盐相变,减轻了循环性和电压衰减。因此,NCMZG在0.5C循环100次后的容量保持率为91.9%,而NCM只能保持72.64%的初始放电容量。此外，NCMZG与NCM相比，即使在10C的超高C速率下也具有优越的速率能力。因此，双掺杂现象有利于提高高镍低钴层状氧化物阴极的电化学性能。
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