鎳鈷錳三元氧化物材料（NCMs）和鎳鈷鋁材料（NCAs）因其能量密度高、循環(huán)性能好、安全性能好、成本相對較低，一致被認為是鋰離子電池（LIBs）的理想正極材料。

 

　　

　　從LCO到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM111), LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523), LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622), LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)和超高鎳（Li [NixCoyMn1-x-y] O2中x>0.8）。研究人員不斷在探索鋰電池的容量。然而，增加鎳的含量將大大降低其他電池性能，如循環(huán)穩(wěn)定性（特別是長期循環(huán)）和熱穩(wěn)定性。

 

　　在增加鋰電池正極材料的穩(wěn)定性中發(fā)現(xiàn)鉬具有重要作用。對于NCM622，研究人員發(fā)現(xiàn)0.7 mol%的Mo摻雜提高了循環(huán)穩(wěn)定性。在4.6V的電壓下，1C的容量為203 mAh-g-1，而且摻Mo的樣品的容量保持率比原始樣品高。一項新的研究結(jié)果是，摻入Mo后明顯抑制了顆粒的粉碎。研究人員進一步發(fā)現(xiàn)1 mol%的Mo摻雜是最佳水平。

 

　　隨著Mo摻雜量的增加，初級粒子的尺寸也在減小，即摻雜量為0、0.5、1、1.5和2 mol%時，初級粒子的尺寸分別為800、400、300、200和150納米。較小的顆粒增加了表面積，縮短了Li+的傳輸路徑。存在的一個問題可能是測試的循環(huán)次數(shù)有限（

 

　　對于NCM811，研究人員嘗試用Mo摻雜來改變熱穩(wěn)定性，其中Mn被Mo所取代。DSC結(jié)果證明，電極/電解質(zhì)的放熱反應減少了，這與NCM523的結(jié)果一致。采用熱解吸光譜-質(zhì)譜法（TDS-MS）來測量氣體，檢測到了O2、HF和CO2。摻入Mo的樣品的氧氣釋放量比原始樣品少得多，證明了其熱穩(wěn)定性的提高。在200-350℃時，Mo摻雜抑制了從尖晶石到巖鹽的相變。然而，摻Mo的樣品的放電能力比原始樣品的低。這可能是由于Mo的高含量（2和4 mol%），因為以前的研究證明通常1 mol%的Mo是最佳水平。

 

 

　　適度的Mo摻雜可以促進表層巖鹽的形成，因為Mo6+引起的Ni2+濃度增加。循環(huán)前形成的巖鹽將緩解循環(huán)過程中從層狀結(jié)構(gòu)到巖鹽的進一步相變。最佳的Mo含量為1wt%，在1C條件下有184 mAh-g-1的高容量，100次循環(huán)后容量保持率為~92%。Mo摻雜（1-3mol%）可以大大改善電化學性能。主要的進展是理論上的解釋，即Mo6+會更好地替代Ni位點，因為密度泛函理論（DFT）計算證明，與Li、Co和Mn相比，Ni/Mo交換顯示出最低的替代能量。Mo6+對Ni陽離子的替代和Ni2+濃度的增加也可以提高Ni2+在顆粒局部位點的相對富集度，誘發(fā)巖鹽相的形成。

 

　　上述討論表明，在鋰電池正極材料中使用鉬進行摻雜/涂層是一種有前途的策略，可以改善包括NCM、NCA和超高鎳材料在內(nèi)的層狀結(jié)構(gòu)陰極材料的循環(huán)穩(wěn)定性，一般表現(xiàn)為較低的電位極化、較小的電荷轉(zhuǎn)移電阻增加和循環(huán)中較少的微裂縫。