Cải thiện độ ổn định cấu trúc của vật liệu cực âm nhiều lithium bằng cách tạo ra một lớp nanodefect antisite thông qua việc doping polyanion

Để giảm thiểu quá trình chuyển đổi pha dần dần và cải thiện độ ổn định cấu trúc của các vật liệu cực âm nhiều lithium, một lớp nanodefect antisite (các ion kim loại chuyển tiếp thay thế Li⁺ trong một lớp Li) có độ dày khoảng 2 nm đã được tạo ra trên bề mặt Li_1.16(Ni_0.25Mn_0.75)_0.84O₂ bằng cách doping với các polyanion boracic. Các mẫu được doping với 2 và 3 mol% BO₃³⁻ cho thấy độ ổn định khi chu kỳ rất tốt với tỷ lệ giữ lại dung lượng lần lượt là 91.2 và 93.7% sau 300 chu kỳ ở tốc độ 0.5 C. Quan trọng hơn, việc doping BO₃³⁻ kìm hãm sự suy giảm điện áp phóng khi có chu kỳ và có triển vọng khắc phục nhược điểm chết người của các oxit nhiều lithium. Các kết quả cho thấy rằng việc doping BO₃³⁻ góp phần vào việc tạo ra một lớp nanodefect antisite trên bề mặt, điều này cản trở sự hình thành các khoảng trống Li-ion và sự di chuyển tiếp tục của nhiều ion kim loại chuyển tiếp đến lớp Li trong trạng thái sạc sâu. Lớp nanodefect antisite rõ ràng cải thiện độ ổn định cấu trúc bề mặt và ức chế sự xuất hiện của miền vô định hình trong thể tích, điều này có lợi cho việc duy trì các đường dẫn khuếch tán lithium thuận lợi trong suốt chu kỳ và cải thiện độ giữ lại dung lượng cũng như khả năng tỷ lệ.