可充电电池技术，特别是锂离子电池（LIBs），是移动电子设备普及的基础，并推动了向智能电子时代的转型[[1], [2], [3], [4], [5]]。随着全球交通运输从内燃机向电动化转变，对大规模、高性能LIBs的需求持续快速增长[[6], [7], [8], [9]]。典型的LIB由正极、负极、隔膜和电解质组成，其中正极是成本最高的组成部分，也是决定电池能量密度的主要因素。
富含镍的层状过渡金属氧化物因其高比容量、高能量密度和长循环寿命而成为领先的正极材料，具有优异的成本性能比[10]。增加镍含量可以进一步提高容量，但也会带来结构和电化学稳定性的挑战。在锂离子嵌入和脱出过程中，表面经常发生降解，表现为层状结构转变为岩盐NiO相，这会阻碍锂离子的扩散。其他降解机制包括晶界裂纹、电极-电解质界面处的副反应以及阳离子混合（Li/Ni无序），这些都会影响电池性能[11]。
常见的富含镍的正极材料包括NCM622 [10]、NCM811 [10]和NCM90 [10]系列。其中，NiNi0.98Co0.01Mn0.01O2（镍含量为98%）具有出色的理论容量，但在潮湿或缺氧条件下存在明显结构不稳定问题。尽管具有潜力，但很少有研究探讨有效的策略来提升其性能。
目前，提高富含镍正极稳定性的方法主要分为三类：（1）单晶电极制备[[12], [13], [14]]；（2）元素掺杂[[12], [13], [14], [15]]；（3）表面涂层[[16], [17], [18], [19]]。单晶电极可以减少晶界、提高体积密度，并通过抑制晶格氧损失和副反应来减轻电解质腐蚀和相变。例如，单晶NCM811电极在H2-H3相变过程中表现出更好的结构可逆性，并且抗微裂纹能力更强[[16], [17], [18], [19]]。然而，微米级晶体延长了锂离子的扩散路径，限制了动力学性能。为了解决这个问题，采用了Nb、Zr和W等元素的掺杂策略[[20], [21], [22]]。这些掺杂剂可以增强锂离子扩散并抑制相变，但高价态掺杂可能会增加Ni2+含量，从而加剧Li/Ni混合和结构降解。Al掺杂也表现出结构稳定性，但由于其电化学惰性，会导致容量略有下降。
表面涂层仍然是提高正极稳定性的最实用和广泛采用的方法。薄层功能性涂层作为保护屏障，减少了电极与电解质之间的直接接触，从而减少了副反应，同时保持了锂离子的导电性。Kim等人[20,21]比较了Al、Co、Fe和Ti涂层，发现Co对提高稳定性最有效。La-Co双层涂层进一步提升了性能，在200次循环后容量保持率提高了18%。此外，将Co涂层与LiF层结合使用可以抑制寄生反应并促进锂离子传输。然而，传统的涂层技术仍需进一步完善，尤其是对于像LiNi0.98Co0.01Mn0.01O2这样的超高镍含量的材料。
本研究的核心采用了“功能梯度涂层”策略。该方法在多晶LiNi0.98Co0.01Mn0.01O2表面依次构建了内层Co-W-Al修饰层和外层B修饰层，形成了一个兼具界面稳定性和离子传输效率提升的多元复合壳层。这种设计利用内部的高价态W物种抑制相变和阳离子混合，而外层的B基化合物则增强了锂离子传输效率，实现了“界面稳定”和“无障碍传输”的协同效应。在硬币电池和全电池中的电化学测试表明，与未涂层样品相比，多层涂层电极的容量保持率有所提高。微观结构表征证实，Co-W-Al-B涂层提供了有效的表面保护，同时保持了高锂离子导电性，为解决超高镍含量正极中高容量与结构稳定性之间的长期挑战提供了新的材料设计思路。
