【摘 要】
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锂离子电池高镍LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM，x≥0.6）正极材料因具有较高的能量密度和低成本在电池领域备受关注，然而随着镍含量的升高，材料锂镍混排严重且热稳定性下降，导致高镍三元材料循环稳定性和安全性恶化。本文针对高镍三元材料阳离子无序排列严重和循环稳定性差的问题，通过共沉淀法在前驱体合成过程中将Mg掺杂进入晶体，得到LiNi0.8Co0.1Mn0.09Mg0.01O2（Mg1.0）
【基金项目】
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“兴辽英才”青年拔尖（基金号：XLYC2007155）； 中央高校基本科研业务费（N2025018，N2025009）； 东北大学博士后基金（01270012810287）；
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锂离子电池高镍LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM，x≥0.6）正极材料因具有较高的能量密度和低成本在电池领域备受关注，然而随着镍含量的升高，材料锂镍混排严重且热稳定性下降，导致高镍三元材料循环稳定性和安全性恶化。本文针对高镍三元材料阳离子无序排列严重和循环稳定性差的问题，通过共沉淀法在前驱体合成过程中将Mg掺杂进入晶体，得到LiNi0.8Co0.1Mn0.09Mg0.01O2（Mg1.0）活性材料，进一步利用液相法在材料表面包覆Al2O3，成功制备Al2O3涂覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.09Mg0.01O2复合材料（Mg1.0@Al）。X射线衍射（XRD）结果表明，Mg掺杂能够有效扩大材料层间距，抑制阳离子混排；扫描电子显微镜（SEM）结合透射电子显微镜（TEM）结果表明，改性未对NCM811材料整体形貌造成影响，同时能够明显的观察到通过液相法在材料表面包覆的Al2O3涂层。电化学测试结果表明，镁铝协同改性可以稳定NCM811材料结构，减少阴极的界面极化，扼制材料与电解液发生副反应，使得材料表现出优越的电化学性能。Mg1.0@Al在1 C循环100次后表现稳定的放电电压（V=5.2 mV）、较低的电荷转移阻抗(Rct=51.66 Ω)和卓越锂离子扩散系数(DLi=4.05×10-14 cm2 s-1)。同时，Mg1.0@Al材料在2.8-4.3V电压范围下，展现出卓越的循环性能和倍率性能：1 C下循环100次和400次后仍有188.58 mAh g-1和147.47 mAh g-1的放电比容量，容量保持率分别为95.18%和74.54%；5 C大倍率电流下，放电比容量高达146.3 mAh g-1。
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