富鎳層狀正極材料LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂(NCA)憑借高能量密度、良好的倍率性能和長期的循環(huán)性能成為了最有前景的正極材料。為進(jìn)一步提高NCA的比容量，鎳含量需要進(jìn)一步增加，但是鎳含量的增多會(huì)導(dǎo)致材料的比容量保持率下降和熱穩(wěn)定性惡化。為了消除高鎳所帶來的負(fù)面影響，通過在NCA引入其他元素，可以提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

物理與電子信息工程學(xué)院、高科院《高原綠色能源研發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)》成員在高能量密度鋰離子電池正極材料設(shè)計(jì)方面取得進(jìn)展，在SCI中科院分區(qū)1區(qū)期刊Ceramics International發(fā)表了題為“Enhancement in electrochemical properties of boron-doped LiNi_0.815Co_0.15Al_0.035O₂cathode”的文章。本文報(bào)道采用高溫固相法成功制備了四元材料Li[Ni_0.815Co_0.135Al_0.035B_0.015]O₂（NCAB815）。通過在正極材料LiNi_0.815Co_0.15Al_0.035O₂（NCA）的晶格中引入B³⁺，大大改善NCA的電化學(xué)性能。這主要是因?yàn)锽³⁺可以有效地減少Li⁺/Ni²⁺的位置混排，并在充放電過程中能夠有效抑制有害的H2→H3相變，從而改善富鎳正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高富鎳多元鋰離子電池的電化學(xué)性能。

圖1. dQ/dV曲線。(a) NCA的dQ/dV曲線；(b) 1.5%B-NCA的dQ/dV曲線。

此工作提供了一種提高高鎳多元正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性的策略，能夠促進(jìn)高鎳多元正極材料更廣泛圍的應(yīng)用。該工作得到青海省科學(xué)技術(shù)廳青年基金的支持，碩士生李園園和王甲泰老師為共同第一作者。