富镍层状氧化物因其高比容量被认为是下一代锂离子电池(LIBs)最有前途的正极材料之一。然而，由于界面不稳定和结构退化导致的容量衰落和速率性能较差，阻碍了其商业化应用。
基于此，华中科技大学Jiantao Han，Chun Fang报道了成功地构建了一种高稳定的富镍正极材料，其表面具有稳定的Gd2O3&LiGdO2涂层，并通过Gd改性控制在晶格中梯度掺杂离子。
文章要点
1）Gd元素有7个半填满的原子轨道，在促进电子转移方面具有很大的潜力。此外，预计Gd2O3纳米粒子在烧结过程中会与氢氧化锂发生部分反应，在最外层形成具有高离子导电性和电子导电性的Gd2O3&LiGdO2纳米混合层，而不是不活跃的残余锂。此外，在高温下，由于离子在非均质界面的扩散，在熔覆层界面形成Gd3+离子梯度掺杂。
2）通过简单的表面包覆和离子掺杂，改性样品在1 C下的可逆容量为186.55 mAh g-1，700次循环后的容量保持率达到82.3%，在2.7~4.5 V内50C的超高倍率下的容量为62.68 mAh g-1。此外，在4.7 V的高截止电压下，1 C的可逆容量为193.39 mAh g-1，500次循环后的容量保持率为74.1%。
研究结果表明，得益于表面处理和晶格掺杂的协同作用，通过简单的工艺，改性样品在长循环富镍NCM正极的高压和高温下表现出优异的电化学性能。
参考文献
Xiaoyu Zhang , Jia Xu , Xueting Liu , Fangyuan Cheng , Peng Wei , Yue Xu , Shixiong Sun , He Lin , Yue Shen , Qing Li , Chun Fang , Jiantao Han , Building a stabilized structure from surface to bulk of Ni-rich cathode for enhanced electrochemical performance, Energy Storage Materials (2022)
DOI：10.1016/j.ensm.2022.01.056
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.01.056
