富镍层状正极材料LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂(NCA)凭借高能量密度、良好的倍率性能和长期的循环性能成为了最有前景的正极材料。为进一步提高NCA的比容量，镍含量需要进一步增加，但是镍含量的增多会导致材料的比容量保持率下降和热稳定性恶化。为了消除高镍所带来的负面影响，通过在NCA引入其他元素，可以提高其结构稳定性。

物理与电子信息工程学院、高科院《高原绿色能源研发与应用创新团队》成员在高能量密度锂离子电池正极材料设计方面取得进展，在SCI中科院分区1区期刊Ceramics International发表了题为“Enhancement in electrochemical properties of boron-doped LiNi_0.815Co_0.15Al_0.035O₂cathode”的文章。本文报道采用高温固相法成功制备了四元材料Li[Ni_0.815Co_0.135Al_0.035B_0.015]O₂（NCAB815）。通过在正极材料LiNi_0.815Co_0.15Al_0.035O₂（NCA）的晶格中引入B³⁺，大大改善NCA的电化学性能。这主要是因为B³⁺可以有效地减少Li⁺/Ni²⁺的位置混排，并在充放电过程中能够有效抑制有害的H2→H3相变，从而改善富镍正极材料的结构稳定性，提高富镍多元锂离子电池的电化学性能。

图1. dQ/dV曲线。(a) NCA的dQ/dV曲线；(b) 1.5%B-NCA的dQ/dV曲线。

此工作提供了一种提高高镍多元正极材料的结构稳定性和循环稳定性的策略，能够促进高镍多元正极材料更广泛围的应用。该工作得到青海省科学技术厅青年基金的支持，硕士生李园园和王甲泰老师为共同第一作者。