尽管在众多正极材料中，分层Li[NixCoyMn1-x-y]O2（NCM）和Li[NixCoyAl1-x-y]O2（NCA）正极表现出最佳性能。然而，目前用于LIBs的最新NCM和NCA正极仍然无法提供电动汽车所需的能量密度，并且在价格和续驶里程方面都不具备优势。通常的改进策略是逐渐将Ni含量提高到90％以上，以提高NCM和NCA正极放电容量。但是，由于富镍正极固有的结构不稳定性，该策略会损害电池寿命。研究表明，富镍层状正极的容量降低机制主要是产生的机械应力，因此可以通过调整正极颗粒的微观结构来减轻容量衰减。此外，颗粒微观结构的影响不仅表现在成分梯度和硼掺杂的NCM正极上，还表现在具有纳米棒结构的负极上，其中强烈的晶体织构和径向排列的一次颗粒可极大提高循环稳定性。
有鉴于此，韩国汉阳大学Yang-Kook Sun，Chong S. Yoon报道了通过将硼引入Li[Ni0.9Co0.1]O2（NC90）中来合成新型正极材料的策略，进而构建了一类新型分层正极材料Li[NixCoyB1-x-y]O2（NCB）。
文章要点
1）研究人员在共沉淀阶段，在氢氧化物前驱体中加入硼，可以使硼均匀地结合到正极颗粒中。由于初生颗粒的形状和尺寸取决于硼含量，因此可以通过调整硼含量来调整NCB正极的微观结构。
2）研究表明，与纯NC90正极相比，NCB正极独特的微观结构可有效地抑制微裂纹的形成，并显著提高了循环稳定性。同时，研究发现，具有相对较大的颗粒的正极循环稳定性较差，表明微裂纹的形成与组织结构之间的强烈相关性。
3）研究人员合成了一系列掺杂0.5，1.0，1.5和2 mol% B的NCB正极(分别记为0.5-NCB90，1-NCB90，1.5-NCB90和2-NCB90)，并对其电化学性能进行了系统的表征，以研究富Ni层状正极的容量衰减机理。同时确定了可有效去除正极锂化/去锂过程中产生的有害内应变的最佳微观结构。
Hoon-Hee Ryu, et al, New Class of Ni-Rich Cathode Materials Li[NixCoyB1-x-y]O2for Next Lithium Batteries, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000495
https://doi.org/10.1002/aenm.202000495
