由于Co的储量变得日益降低，发展不含Co的Ni富集层状电极材料是降低电极材料价格、符合可持续发展前景的Li离子电池。

有鉴于此，汉阳大学Yang-Kook Sun、Chong S. Yoon等报道发现向电极材料中引入第三种元素，同时通过调节电解液，能够稳定NM90电极材料脱锂后的层状结构。为了系统性的研究掺杂含有不同氧化数的阳离子掺杂效应，测试了一系列阳离子（Co³⁺, Al³⁺, Ti⁴⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, W⁶⁺, Mo⁶⁺）。当组成为 Li(Ni_0.9Mn_0.1)O₂的电极材料中引入1 mol % Mo，在4.4 V实现了234 mAh g^-1，以Li(Ni_0.89Mn_0.1Mo_0.01)O₂ (Mo–NM90)为电极的全电池在电池循环中表现更好的稳定性，在1000圈电池循环后仍能够提供880 Wh kg_cathode^-1的容量（性能保留初始容量的86 %）。

本文要点

（1）

这种稳定性优异的电池电极来自于Mo掺杂导致晶粒细化，通过断裂增韧（fracture toughening）消除由于晶格收缩导致的有害应力，而且能够消除材料的局部组分不均匀。此外，掺杂的Mo⁶⁺起到支柱效应（pillar effect）稳定脱锂结构的稳定性。当使用EF91作为电解液，能够通过形成LiF层保护电极表面结构，阻止电极材料溶解，因此在构建的全电池中实现了在4.3 V长期工作稳定。

（2）

这种Mo-NM90电极能够在保证较高容量的同时实现循环稳定性，能够作为电动汽车实现长期寿命，同时降低电池电极的价格，有助于不含Co的LIB电极材料实现商业化。

参考文献

Park, GT., Namkoong, B., Kim, SB. et al. Introducing high-valence elements into cobalt-free layered cathodes for practical lithium-ion batteries. Nat Energy (2022)

DOI: 10.1038/s41560-022-01106-6

https://www.nature.com/articles/s41560-022-01106-6