硼掺杂超高镍正极

500圈容量保持84.2%

首次实现硼离子真正掺杂，通过3配位与4配位硼的可逆构型稳定晶格氧并抑制镍迁移，解决了超高镍正极循环衰减的核心难题。

Yu, Haifeng · Zhu, Huawei · Chen, Ling · 胡彦杰 · 刘洪来 · 江浩 · 李春忠

Advanced Materials 2024

参数信息

可逆容量

237.4 mAh g⁻¹

正极能量密度

924 Wh kg⁻¹

容量保持率

84.2 %

技术优势

晶格氧稳得住

3配位与4配位硼在脱嵌锂过程中高度可逆地转变，牢牢固定氧阴离子，从根源上减少氧流失。

镍不往锂层跑

硼掺杂阻碍镍离子向锂层迁移，避免岩盐相变和结构退化，循环稳定性大幅提升。

体积变化小

硼掺杂重塑初级颗粒微结构，让晶格应变更好地释放，减少充放电过程中的颗粒开裂。

能量密度破纪录

正极能量密度达到924 Wh kg⁻¹，首次把超高镍正极推进到900 Wh kg⁻¹以上。

应用场景

• 高能量密度锂离子电池：以924 Wh kg⁻¹的正极能量密度刷新现有锂离子电池天花板。
• 电动汽车动力电池：超高镍正极兼顾高容量和长循环，可直接用于电动车长续航。
• 无人机与电动航空：高能量密度减轻电池重量，满足无人机和电动航空的轻量化需求。
• 便携式电子设备：高容量正极让便携设备电池更小更耐用，延长单次充电使用时间。
• 固态电池正极：稳定的晶格氧和抑制的镍迁移有利于与固态电解质匹配，提升固固界面稳定性。