Perspectives sur l'ingénierie du dopage dans les matériaux cathodiques NMC et LMNO pour les batteries Li-Ion de prochaine génération

Les batteries lithium-ion (LIB) sont essentielles pour le stockage d'énergie dans des dispositifs tels que les véhicules électriques et l'électronique portable en raison de leur haute densité énergétique et de leur longue durée de vie. Cependant, la performance des matériaux cathodiques courants, tels que l'oxyde de cobalt lithium (LCO), l'oxyde de nickel manganèse cobalt (NMC) et le phosphate de fer lithium (LFP), est limitée par des défis tels que les contraintes de capacité, la baisse de tension et la dégradation structurelle au fil du temps. Les oxydes en couches riches en manganèse lithium (LMRO) ont émergé comme des alternatives prometteuses en raison de leur potentiel de capacité plus élevé. Cependant, ils rencontrent également des problèmes tels que la baisse de tension et le mélange de cations, ce qui réduit la stabilité à long terme. Pour surmonter ces limitations, des stratégies de dopage cationique et anionique ont été développées. Le dopage cationique avec des éléments tels que l'aluminium (Al) ou le titane (Ti) améliore la stabilité structurelle et la diffusion des ions Li, tandis que le dopage anionique, remplaçant l'oxygène par des éléments tels que le fluor (F), réduit la perte d'oxygène et la baisse de tension. Cette revue explore comment ces techniques de dopage améliorent la stabilité cyclique et la rétention de capacité dans les matériaux cathodiques NMC et LMNO, offrant des voies pour des LIB de prochaine génération avec des performances améliorées pour les véhicules électriques et les applications de stockage d'énergie.