In/W共掺杂策略协同提升富锂锰基正极材料倍率性能与循环稳定性研究

本文系统研究了In/W共掺杂对Li1.16In0.01Mn0.5Ni0.15Co0.15Al0.02W0.01O2正极材料的结构调控机制。通过In3+的"支柱效应"（层间距由2.118 ?扩至2.223 ?）和W6+的"钉扎效应"（W-O键能653 kJ·mol?1）协同作用，显著提升锂离子迁移速率并抑制晶格畸变，实现5C倍率下容量提升67%（达133.6 mAh·g?1）及100次循环后97.8%的容量保持率。

　　

Highlight

通过精确的阳离子位点调控，我们系统研究了In/W共掺杂对LNCMA结构和电化学性能的影响。集成结构表征、电化学动力学分析和循环测试，本研究深入揭示了In/W共掺杂在LNCMA正极中的双功能机制。

Material preparation

采用常规固相合成法制备Li_1.16In_0.01Mn_0.5Ni_0.15Co_0.15Al_0.02W_0.01O₂（LNCMA-In/W），使用一水合氢氧化锂（LiOH·H₂O，99.0%；过量5%）、二氧化锰（MnO₂，99.0%）、氧化镍（NiO，99.0%）、四氧化三钴（Co₃O₄，99.0%）、氧化铝（Al₂O₃，99.0%）、三氧化钨（WO₃，99.9%）和三氧化二铟（In₂O₃，99.9%）作为原料。按设计的阳离子化学计量精确称量原料。

Characterization of In/W co-doped LNCMA cathode material

为阐明双元素掺杂对相纯度和晶体结构的影响，研究比较了LNCMA-W、LNCMA-In、LNCMA-In/W样品及未掺杂对照组的XRD图谱。如图1a所示，与标准卡片PDF#85-1983（对应R3-m空间群的六方相α-NaFeO₂）对比，两个样品的特征峰与标准卡片精确吻合，未检测到明显杂峰。这证实In和W掺杂...

Conclusion

总之，通过球磨辅助固相合成法制备了LRM正极粉末，采用顺序纳米研磨和喷雾干燥实现煅烧前均匀前驱体制备。XRD和SEM分析证明该共掺杂方法有效保持了本征晶体结构。掺杂的In³⁺扩大了层间距，在正极晶格内产生支柱效应。GITT分析表明铟掺杂...