高容量Ni富集层状氧化物材料是具有前景的二次Li电池的阴极材料，但是这种材料的结构不稳定现象导致电池循环性能较差。

有鉴于此，美国阿贡国家实验室陆俊、Khalil Amine、华南理工大学杨成浩、中南大学Xinming Fan等报道Al/Zr共掺杂LiNi_0.88Co_0.09Mn_0.03O₂ (SNCM)阴极能够缓解电池的不稳定问题。

本文要点：

(1)

发现可溶性的Al离子能够组装到SNCM的晶格，溶解性较低的Zr离子更容易聚集在SNCM的表面层。这种Al/Zr协同共掺杂作用能够改善Li离子的移动能力、缓解材料的内部应力，而且能够在高电压电池循环过程抑制Li/Ni离子混合问题。

(2)

通过这种作用改善电极和电池长期循环过程的倍率稳定和结构稳定。Zr富集的材料表面有助于形成稳定的电极-电解液界面，因此抑制SNCM与氟化电解液之间反应、抑制Ni的溶解。构建了Al/Zr共掺杂SNCM组装为10.8 Ah袋装电池，在0.1 C和25 ℃的初始容量达到504.5 Wh kg^-1。

参考文献

Ou, X., Liu, T., Zhong, W. et al. Enabling high energy lithium metal batteries via single-crystal Ni-rich cathode material co-doping strategy. Nat Commun 13, 2319 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-30020-4

https://www.nature.com/articles/s41467-022-30020-4