通过设计过饱和的高价阳离子，在4.8伏特电压下实现了出色的层状阴极稳定性

《Nature Energy》：Exceptional layered cathode stability at 4.8?V via supersaturated high-valence cation design

高电压下Ni-rich层状阴极通过Na+和Ti4+协同掺杂实现表面超饱和Ti4+（~9 nm），增强结构稳定性并抑制电解液副反应，同时保持长循环中离子传输能力。

　　

摘要

用于极端环境的高能量密度锂离子电池需要能够在恶劣条件下保持稳定的正极材料，这些条件包括极高的截止电压和极端的温度。对于富含镍的层状正极材料来说，将充电电压从4.3 V提高到4.8 V（相对于Li⁺/Li）可以提升能量密度，但这样做会牺牲循环稳定性，因此仍然具有挑战性。在这里，我们介绍了一种掺杂配对方法，该方法在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极中通过Na⁺的作用实现了高浓度（约9纳米）的Ti⁴⁺表面层，从而显著提高了其在高电压下的循环性能。如果没有Na⁺的参与，这种高浓度的Ti⁴⁺是无法实现的，这代表了层状正极基质中的一种过饱和状态。稳定性的提升与结构完整性的改善以及正极-电解质副反应（例如O₂和CO₂的生成）的减少有关。此外，即使在4.8 V下长时间循环后，离子传输性能也得到了更好的保持。这项工作展示了过饱和的高价d⁰阳离子M^z+（z ≥ 4）在改变化正极-电解质相互作用和降解途径方面的强大作用。