钨提升高镍NCA电化学性能

据了解，韩国汉阳大学的Yang-Kook Sun等人探究了掺钨的Li[Ni0.95Co0.04Al0.01]O2正极（W-NCA95）的电化学性能，其为开发具有高容量，优异的循环稳定性和良好热稳定性的富镍层状LiMO2正极铺平了道路。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Energy Storage Materials》上。

众所周知，增加层状锂过渡金属氧化物（LiMO2，其中M=Ni，Co，Al，Mn）中镍的比例能够提升正极材料容量并降低成本。但是，H2-H3相变引起的各向异性体积变化会导致蓄电池循环寿命变差的问题。H2-H3的有害相变会在正极颗粒中产生内部微裂纹，这些微裂纹会加速电解质渗透到颗粒内部，从而通过与沿微裂纹暴露的内部初级颗粒上的不稳定Ni4+反应并生成类似NiO的杂质层来加速初级颗粒表面的降解。类似于NCM正极，随着镍含量的增加，高镍NCA正极的容量保持率也会迅速下降。因此，开发具有优异结构稳定性高镍NCA正极对二次锂电池的续航时间延长来说尤为重要。

近日，韩国汉阳大学研究团队通过采用过渡金属钨元素对现有高镍NCA正极材料进行改性。结果发现，得益于微结构的改进，W-NCA95具有242 mAh/g（0.1C）的高初始容量，并且在1000次循环后仍保留其初始容量的77.4%，而Li[Ni0.95Co0.04Al0.01]O2的保持率仅为14.5%。W-NCA95正极优异的循环性能归因于各向异性体积变化的减少和独特的长棒状初级粒子形态。

总的来说，钨掺杂的NCA正极不仅有较高的初始容量，还有较好的循环稳定性，能使电动汽车一次充电行驶300英里以上。

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