锂离子电池富镍正极基础科学问题：关键元素掺杂及其作用机理

富镍层状氧化物因其相对较高的比容量成为高能量密度锂离子电池的首选正极,进一步提高Ni含量,材料特性趋向于LiNiO₂,电化学和结构稳定性恶化。晶格元素掺杂是提升LiNiO₂稳定性的有效策略。厘清LiNiO₂正极材料结构并明晰掺杂元素对其影响及规律,对开发Ni含量大于90%的富镍正极材料具有重要意义。本文首先介绍了LiNiO₂材料结构及面临的稳定性问题。然后综述了Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、W等典型掺杂元素对LiNiO₂的影响及规律,并讨论了阴离子和多元素掺杂以及有潜力的掺杂元素。本文旨在对LiNiO₂掺杂提供一个新的视角,以期使用更有效的掺杂方案开发可用于动力电池的高容量稳定的富镍正极材料。