在許多研究中,已廣泛采用陽離子或者陰離子摻雜到主體結(jié)構(gòu)中以解決電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而提高三元材料的容量、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。摻雜效應(yīng)可以分為三種形式:1)通過用電化學和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的元素取代,減少不穩(wěn)定元素如Li和Ni的含量;2)通過穩(wěn)定Ni離子的價態(tài),防止Ni2+離子在制備過程和電化學循環(huán)過程中從過渡金屬層遷移到Li層;3)增加氧和金屬離子之間的結(jié)合強度,從而增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并減少氧氣的釋放。通常采用的陽離子摻雜包括Al3+、Mg2+、Ti4+、Na+、Zr4+等;陰離子包括F-、PO43-等。
盡管用不同的摻雜劑或摻雜方法展現(xiàn)著不同的摻雜效應(yīng),但是每種摻雜劑的效果和由濃度梯度引起的表面穩(wěn)定程度仍然是未知的,此外,還需驗證電化學性質(zhì)如何隨摻雜深度的變化而變化的,因此,應(yīng)進行更多關(guān)于摻雜效應(yīng)、摻雜深度和摻雜方法的基礎(chǔ)研究,以促進高能鋰離子電池的發(fā)展
由于寄生氧化還原反應(yīng)發(fā)生在固體電極和液體電解質(zhì)的界面上,影響材料的電化學性能。通過在表面形成物理保護層以阻止電極與電解液的直接接觸,減少寄生反應(yīng)的影響,阻止正極材料的溶解和晶體結(jié)構(gòu)的坍塌,提高了電池循環(huán)過程中的穩(wěn)定性。另一方面通過表面包覆提高導(dǎo)電性,以提高倍率性。目前包覆改性研究主要集中于三個方向:包覆物質(zhì)、包覆方法和包覆程度。