鎳鈷錳三元氧化物材料（NCMs）和鎳鈷鋁材料（NCAs）因其能量密度高、循環性能好、安全性能好、成本相對較低，一致被認為是鋰離子電池（LIBs）的理想正極材料。

 

　　

　　從LCO到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM111), LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523), LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622), LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)和超高鎳（Li [NixCoyMn1-x-y] O2中x>0.8）。研究人員不斷在探索鋰電池的容量。然而，增加鎳的含量將大大降低其他電池性能，如循環穩定性（特別是長期循環）和熱穩定性。

 

　　在增加鋰電池正極材料的穩定性中發現鉬具有重要作用。對于NCM622，研究人員發現0.7 mol%的Mo摻雜提高了循環穩定性。在4.6V的電壓下，1C的容量為203 mAh-g-1，而且摻Mo的樣品的容量保持率比原始樣品高。一項新的研究結果是，摻入Mo后明顯抑制了顆粒的粉碎。研究人員進一步發現1 mol%的Mo摻雜是最佳水平。

 

　　隨著Mo摻雜量的增加，初級粒子的尺寸也在減小，即摻雜量為0、0.5、1、1.5和2 mol%時，初級粒子的尺寸分別為800、400、300、200和150納米。較小的顆粒增加了表面積，縮短了Li+的傳輸路徑。存在的一個問題可能是測試的循環次數有限（

 

　　對于NCM811，研究人員嘗試用Mo摻雜來改變熱穩定性，其中Mn被Mo所取代。DSC結果證明，電極/電解質的放熱反應減少了，這與NCM523的結果一致。采用熱解吸光譜-質譜法（TDS-MS）來測量氣體，檢測到了O2、HF和CO2。摻入Mo的樣品的氧氣釋放量比原始樣品少得多，證明了其熱穩定性的提高。在200-350℃時，Mo摻雜抑制了從尖晶石到巖鹽的相變。然而，摻Mo的樣品的放電能力比原始樣品的低。這可能是由于Mo的高含量（2和4 mol%），因為以前的研究證明通常1 mol%的Mo是最佳水平。

 

 

　　適度的Mo摻雜可以促進表層巖鹽的形成，因為Mo6+引起的Ni2+濃度增加。循環前形成的巖鹽將緩解循環過程中從層狀結構到巖鹽的進一步相變。最佳的Mo含量為1wt%，在1C條件下有184 mAh-g-1的高容量，100次循環后容量保持率為~92%。Mo摻雜（1-3mol%）可以大大改善電化學性能。主要的進展是理論上的解釋，即Mo6+會更好地替代Ni位點，因為密度泛函理論（DFT）計算證明，與Li、Co和Mn相比，Ni/Mo交換顯示出最低的替代能量。Mo6+對Ni陽離子的替代和Ni2+濃度的增加也可以提高Ni2+在顆粒局部位點的相對富集度，誘發巖鹽相的形成。

 

　　上述討論表明，在鋰電池正極材料中使用鉬進行摻雜/涂層是一種有前途的策略，可以改善包括NCM、NCA和超高鎳材料在內的層狀結構陰極材料的循環穩定性，一般表現為較低的電位極化、較小的電荷轉移電阻增加和循環中較少的微裂縫。