Delmas等[9]認(rèn)為只有鎂摻雜達到一定的量才能形成連續(xù)通道,表現(xiàn)出金屬特性區(qū)域,才會反應(yīng)出電子電導(dǎo)提升的現(xiàn)象。目前,二價鎂離子是工業(yè)生產(chǎn)成功摻雜元素之一。三價元素?fù)诫s,主要分為無化學(xué)活性的硼、鋁、銥,有化學(xué)活性的錳、鎳、鉻等元素。
Gopukumar等[12]發(fā)現(xiàn)適量的鈦摻雜能提高材料的放電比容量,同時鈦元素的摻雜后能降低鈷的平均價態(tài),提高材料循環(huán)穩(wěn)定性。YongseonKim等[13]通過性原理計算及實驗驗證,鈦元素不容易摻雜到鈷酸鋰晶格,更容易富集在材料表面;(3)共摻雜:Zhang Jie Nan等[14]采用鈦、鎂、鋁痕量元素共摻雜
表面包覆能夠抑制表面元素溶解,穩(wěn)定表面結(jié)構(gòu),提升電化學(xué)性能。表面包覆包括:(1)電子導(dǎo)體包覆:碳元素是一種電子導(dǎo)體材料,J.Kim等[15]通過低溫液相法將碳元素包覆在鈷酸鋰表面,他們發(fā)現(xiàn)碳能夠提高循環(huán)性能、倍率性能及高溫存儲性能;(2)離子導(dǎo)體包覆:LATP是一種良好的離子導(dǎo)體材料,Morimoto等[16]應(yīng)用機械法將電解質(zhì)LATP包覆在鈷酸鋰表面,提高鈷酸鋰在4.5V的循環(huán)性能及倍率性能
隨著對高壓鈷酸鋰正極材料結(jié)構(gòu)研究的不斷深入和制備工藝的不斷優(yōu)化,人們發(fā)現(xiàn),高壓鈷酸鋰需要從材料的晶胞結(jié)構(gòu)、一次品晶體結(jié)構(gòu)、成品顆粒結(jié)構(gòu)、材料表界面化學(xué)以及材料大規(guī)模生產(chǎn)工藝技術(shù)過程進行優(yōu)化,才可以使得高壓鈷酸鋰材料表現(xiàn)出更為的綜合性能
(2)一次顆粒的晶體形貌:通過控制合成條件改變晶體的優(yōu)勢生長方向、晶粒大小、晶粒堆積方式。這一層面的優(yōu)化可以優(yōu)化電化學(xué)活性/惰性界面的面積、應(yīng)力釋放路徑、鋰離子擴散路徑,從而提升電池的倍率性能、循環(huán)穩(wěn)定性和能量密度等;
(3)成品顆粒結(jié)構(gòu):成品顆粒是大顆粒、小顆粒級配形成的顆粒,可以通過改變大小顆粒的粒徑、改變級配比、大小一次顆粒的形貌、大小一次顆粒的大小及分布,獲得佳的材料加工性能、極片壓實密度、顆粒力學(xué)強度,從而提升電池的能量密度等;