通过纳米溶液注入工程化均匀掺杂分布：抑制LiNiO2微裂纹的策略

LiNiO2 (LNO) 是高能量密度锂离子电池商业化的有希望的候选材料，具有高可逆容量，但由于各向异性晶格畸变和重复循环过程中的化学和机械降解，循环寿命有限。为了解决这些挑战，我们提出了一种纳米溶液注入掺杂策略，克服了传统固态掺杂的固有局限性，即二次颗粒中掺杂物均匀性差以及高温煅烧导致的颗粒团聚。该工艺使得纳米级（∼10 nm）掺杂前驱体能够均匀注入到正极前驱体中，仅需少量溶剂和简单设备，从而在后续煅烧过程中促进稳定的掺杂物融入和均匀分布。通过这种方法合成的注入掺杂LNO (ID-LNO) 在1 C下循环100次后保持了86.06%的容量，超越了未掺杂和固态掺杂的LNO。结果清楚地表明，ID-LNO具有优越的结构稳定性，其特征是抑制微裂纹形成和减缓在H2-H3相变过程中的c轴收缩。这项研究表明纳米溶液注入掺杂是一种新颖的合成策略，能够从根本上缓解LNO的结构降解，并建议将其作为一种对各种高价掺杂物和三元层状氧化物成分（如NCM和NCA）具有潜在应用的可行方法，以开发长寿命、高倍率和高能量密度的锂离子电池。