昆士兰大学学者进行的一项研究表明，钨(W)和钼(Mo)等金属材料的特殊性能可以提高锂电池正极材料的电化学性能，尤其是循环稳定性。镍-钴-锰三元氧化物材料(NCMs)和镍-钴-铝材料(NCAs)广泛用作电动汽车锂离子电池的负极。增加电动车的行驶里程需要增加镍的含量来增加能量密度，但这样也会降低循环稳定性。 　　

　　钼对正极材料稳定性的提高主要基于两点。(1)掺杂(Mo，W，Ta，Nb)后体积结构稳定性增强；(2)表面层对由直接涂覆(V、W、Nb)或体积掺杂引起的电极/电解质副反应的抗性。 　　

　　随着人们对全球变暖的关注，对电动汽车的需求迅速上升。全球混合动力电动汽车和电池电动汽车的数量从2017年的210万辆增加到2018年的540万辆。目前，Ni-Co-Mn三元氧化物材料(NCMs)和Ni-Co-Al材料(NCAs)因其能量密度高、循环性能好、安全性能好、成本相对较低，被认为是中短期锂离子电池(LIBs)的理想正极材料。 　　

　　电动汽车发展存在“里程焦虑”，迫切需要通过扩大电池容量来扩大电动汽车的行驶里程。但增加镍的含量会大大降低电池性能，如循环稳定性(尤其是长期循环)和热稳定性。在NCM正极中，镍主要有助于提高比容量。与Mn3和Ni3相比，Co3具有最好的结构稳定性，因为它的八面体点稳定能(OSSE)最低。 　　

　　研究人员发现，钨在增加锂电池阴极材料的稳定性方面起着重要作用。使用W有其特殊的优点。首先，Li2WO4或LixWO3是很好的Li导体。使用W涂层有望在材料表面形成一层薄薄的Li2WO4，可能促进Li扩散，降低电化学极化，从而提高倍率性能。此外，直接腐蚀实验表明，WO3和Ta2O5比其他氧化物如MoO3和Nb2O5具有更强的抗HF腐蚀能力。因此，用WO3掺杂和包覆有望形成富W层，这将减少电极/电解质的副反应以提高结构稳定性，从而提高循环稳定性，特别是在长期循环过程中。 　　

　　对于NCM622，使用WO3进行涂覆，并且发现1wt%的涂覆具有最好的性能(循环稳定性)。x射线衍射(XRD)结果表明，随着W含量的增加，c/a(层状结构的晶体参数)和I003/I104(层状结构中两个主晶面的强度比)的值都减小，这表明由于W6诱导了Ni3向Ni2的转变，Li/Ni的混合增加。因此，当用量为1wt%时，有一层厚度约为3.2nm的稳定均匀的WO3膜，该膜有效地抑制了电极/电解液的副反应，大大提高了循环稳定性。此外，在使用W涂层后，还观察到热稳定性的改善。 　　

　　这项研究表明，用钨掺杂/包覆锂电池正极材料是一种很有前途的策略，可以提高层状正极材料包括NCM、NCA和超高镍材料的循环稳定性。这种改进归因于钨和相关元素的特殊性质。首先，这些元素与氧的强结合有助于掺杂后获得更高的体结构稳定性。其次，掺杂导致的直接包覆抑制了电极/电解质的副反应。第三，高价(5或6 )W可以诱导Ni2的形成，进一步形成岩盐。第四，W的掺杂可以扩大晶格参数，从而产生高离子导电层，这有助于提高速率性能。这些效应将减少循环过程中的结构退化，从而提高循环的稳定性。