高熵掺杂实现性能卓越的无钴高镍层状正极材料

高熵掺杂实现性能卓越的无钴高镍层状正极材料

随着锂离子电池在新能源汽车、储能系统等领域的广泛应用，开发高性能、低成本的正极材料已成为研究热点。近日，清华大学和中南大学团队通过高熵掺杂策略成功开发出一种高性能无钴高镍层状正极材料，为高能量密度锂离子电池的正极材料开发提供了新的方向。

研究背景

钴资源的稀缺和高成本促使开发无钴高镍正极材料成为锂离子电池可持续发展的关键。无钴高镍材料虽然具有较高的能量密度，但在充放电过程中容易发生结构退化和电化学性能下降的问题。因此，如何通过掺杂策略增强结构强度和改善锂离子扩散动力学，成为当前研究的重点。

研究方法与结论

清华大学和中南大学团队采用高熵掺杂策略，通过共沉淀方法和热退火过程制备了高熵零钴高镍正极材料（HE-LNM）。研究发现，这种材料在充放电过程中表现出稳定的结构和优异的电化学性能。具体表现在：

1. 结构稳定性：高熵掺杂增强了材料的结构稳定性，有效抑制了充放电过程中的结构退化。

2. 电化学性能：材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性，即使在高电流密度下也能保持较高的容量。

3. 安全性：高熵掺杂改善了材料的热稳定性和安全性，降低了电池在过充或短路等极端条件下的风险。

这项研究为开发高性能、低成本的锂离子电池正极材料提供了新的思路，具有重要的学术价值和应用前景。

参考文献

查看文献：High-entropy doping for high-performance zero-cobalt high-nickel layered cathode materials†
查看期刊：Energy & Environmental Science