擁有專利尤其是優化專利的廠商掌握先發優勢。近幾年，國內外企業紛紛開始布局磷酸錳鐵鋰，針對LMFP存在的性能問題，各廠商主要通過碳包覆、離子摻雜以及納米化等手段進行改性。其中，工藝提高只是表觀改性，從本質上改變其結構需引入第三方元素，但第二條路線技術壁壘較高，目前僅有少數企業擁有相關專利。

但是，磷酸錳鐵鋰目前仍存在。由于導電性差、電阻高，磷酸錳鐵鋰在充放電過程中的極化程度較大，電池的循環次數較磷酸鐵鋰減少了約1000次。為此，業界正在通過碳包覆、離子摻雜等材料改性技術努力彌補短板。

電池行業人士告訴《》記者。

業內人士指出。

摻雜改性鈦酸鋰可以細化鈦酸鋰的粒度，提高鈦酸鋰的電化學性能。通過摻雜，可以改變電荷轉移，也可引起Li+在材料內部擴散阻力的變化。研究表明摻雜能增加電導率和Li+擴散速率，提升倍率和循環性能。

摘要??摻雜工藝對鋰離子電池正極材料而言是一種有效的改性方法,稀土摻雜大量應用于正極材料改性中。簡述了各類正極材料的不足,論述了近年來國內外在不同正極材料上摻雜稀土元素改性的研究進展,同時對稀土元素在高性能鋰離子電池開發中的應用進行了展望。

然而富鋰錳基材料具有容量不可逆損失、電壓衰減與低倍率性能等缺點，距產業化仍有一定距離。為提升富鋰錳基材料的性能，目前常見的改性方法為：體相摻雜、表面包覆以及共混改性。

、課題組將不同粒徑的勃姆石摻雜改性UHMWPE隔膜，研究發現，勃姆石的粒徑越細，對改性隔膜的耐熱性能提升幅度越大，且所需的摻雜量越低。由于勃姆石表面含有羥基，摻雜改性后的隔膜對電解液的保持率提升20%，電解液在其表面的接觸角降低50%。對摻雜改性隔膜再進行勃姆石涂覆[如圖6(b)所示]，熱收縮率可再降低40%。

材料降本：目前原材料標準不一，固相法沿用生產鐵鋰的方法，以磷酸鐵為前驅體與鋰鹽和錳鹽混合，未來使用錳鐵礦（打成粉），再加磷酸制備后，成本會大幅下降。另一方面，各廠商在對LMFP改性過程中盡量采用低成本材料，如使用金屬氧化物（成本低）制備復合多元磷酸鐵錳釩鋰，力泰鋰能通過離子摻雜以及碳包覆提高LMFP電化學性能時，使用常見無機化工原料降成本。

結合多種改性方式，如顯微結構調控，材料表面包覆，多元素摻雜等路徑；也可以通過調整一些元素的比例來選擇性地放大材料某方面的優點。

結合多種改性方式，如顯微結構調控，材料表面包覆，多元素摻雜等路徑；也可以通過調整一些元素的比例來選擇性地放大材料某方面的優點。

研究者認為，富鋰錳基正極容量退降、電壓衰減的原因是電池循環過程中過渡金屬溶出和晶格氧釋放導致的，而晶格氧的釋放和循環過程中錳的變價有關。另外，材料的熱穩定性也一定程度上影響其性能表現。研究者進一步論述，單類型原子摻雜（取代過渡金屬離子/堿金屬離子，或取代陰離子）事實上忽視了陰陽離子共取代的交換相互作用。另外，廉價元素摻雜事實上也是更低成本的改性方法。

負載金屬氧化物型催化劑，優點是活性組分不易流失，水熱穩定性高，可用于高溫及液相反應，但缺點是酸強度相對較弱，且催化加氫反應中產生的積炭會覆蓋在分子篩的表面上，導致分子篩催化劑失活，針對這些問題進行改性是目前研制加氫催化劑的主要方向，而稀土元素摻雜具有明顯的作用。如等研究發現稀土金屬氧化物能提高催化劑穩定性，稀土元素的摻雜使得抗積炭性能顯著增強，且能大幅提高催化劑的穩定性、還原性（低溫），延長催化劑壽命。

金屬與稀土離子之間存在著分工協同作用，在提高催化劑表面金屬物種的分散性的同時能增加孤立態的金屬離子的數量并抑制反應酸密度的降低，提高其催化劑活性。此外，稀土元素能作為電子改性劑，摻雜后可明顯降低反應分子的表觀活化能，有助于反應分子的活化，從而使其低溫催化活性提高，如圖1所示。

水熱法是以水作為溶劑，充當反應介質，在一定溫度和壓力下，實現稀土摻雜分子篩的合成或改性。Singha等采用水熱法制備了MgO和CeO2促進的Ni納米粒子負載ZnO催化劑。發現氧化鎂的高度堿性和氧化鈰優異的氧化還原性能增加Ni的分散性，產生了強烈的金屬-載體相互作用，有效地減少了催化劑表面積炭。

在一些經過稀土摻雜改性的分子篩中，其含有4%～5%的稀土氧化物，與稀土礦中的稀土含量相當，因此回收廢分子篩中的稀土具有重要的價值，將其變廢為寶，進行綜合利用勢在必行。

鈦酸鋰存在電子導電率低、倍率性能差的缺點，針對其缺點，現在主要的改性方法有結構納米化、碳包覆、離子摻雜等。

材料仍然存在短板，改性技術逐步成熟。磷酸鐵鋰導電性較差，幾乎屬于絕緣體。較差的導電性、高電阻使磷酸錳鐵鋰在充放電過程中產生較大極化，電池在循環過程中出現各種副反應，直接導致電池的循環性能較差。此外，磷酸錳鐵鋰材料在充放電過程中容易發生Mn2+轉變成Mn3+的Jahn-Teller效應，使得體積發生變化，以上問題使磷酸錳鐵鋰在使用過程中達不到理想狀態。磷酸錳鐵鋰中摻雜金屬離子是有效提升性能的手段，這種由磷酸錳鐵鋰和金屬元素組成的材料稱為M材料。有研究表明釩和鎂的摻雜能夠有效提升材料的充放電性能和循環性能，具備較好的應用前景。

從上述研究中，我們可以看到，恰當的體相摻雜手段對富鋰錳基正極材料具有很積極的性能提升作用。研究使用的摻雜元素均相對廉價易得，而且電池材料體系也沒有被充分優化。我們據此估計，合適的多元素摻雜改性對富鋰錳基正極材料的性能提升可能還有相當多的潛力等待發掘。

并且基于上述提到的電催化還原CO2存在的問題，對于催化劑的改性來提高電催化還原CO2的催化活性也是當前研究的重中之重。目前有兩種通用的方法來提高電催化劑的催化活性：①增加活性位點的數量。通過改進催化劑結構，暴露更多的活性位點；②提高每個活性位點的固有活性。為了達到催化劑催化活性，可以同時在這兩方面對催化劑改性，因為這兩種方法可以協同作用，不會相互排斥。制備納米結構或負載型催化劑材料可以大大增加活性位點的數量，而雜原子摻雜、合金化、缺陷的引入可以進一步提高每個活性位點的固有屬性。

并且基于上述提到的電催化還原CO2存在的問題，對于催化劑的改性來提高電催化還原CO2的催化活性也是當前研究的重中之重。目前有兩種通用的方法來提高電催化劑的催化活性：①增加活性位點的數量。通過改進催化劑結構，暴露更多的活性位點；②提高每個活性位點的固有活性。為了達到催化劑催化活性，可以同時在這兩方面對催化劑改性，因為這兩種方法可以協同作用，不會相互排斥。制備納米結構或負載型催化劑材料可以大大增加活性位點的數量，而雜原子摻雜、合金化、缺陷的引入可以進一步提高每個活性位點的固有屬性。