锂离子电池（LIBs）是一种具有巨大应用潜力的关键储能技术，是能源领域的重要组成部分。锂离子电池利用锂离子的可逆运动来储存能量。近年来，全球电池市场正从富含镍的化学体系（如NMC）向无钴替代品转变，这一转变主要是出于对成本效益和原材料来源伦理性的考虑。电池的整体性能很大程度上取决于所使用的活性材料，尤其是正极材料。正极材料的主要成分包括锂钴酸盐、锂锰酸盐和橄榄石结构化合物。在锂离子电池中，石墨通常作为负极（阳极），金属氧化物作为正极（阴极），两者之间由含有锂盐的有机溶剂电解质隔开[1]。由于其独特的性能，锂离子电池被广泛应用于电动汽车和便携式电子设备中。
锂离子电池的研究旨在提高安全性、降低成本、增加能量密度、加快充电速度并延长使用寿命。属于橄榄石矿物的磷酸铁锂（LFP）因其低成本、资源丰富、低毒性、体积膨胀小、比容量高以及安全性好等优点而被视为一种有前景的正极材料[2]。因此，LFP电池在车辆应用和电网级备用电源系统中得到了广泛应用。LFP的容量约为150–160 mAh g?1（理论容量为170 mAh g?1），在3.4 V电压下具有相对稳定的放电平台[3,4]。
LFP大规模商业化的主要障碍是其固有的低电导率以及锂离子在相界处的扩散受限。为提高其离子和电导率，人们研究了三种关键方法：i) 减小颗粒尺寸；ii) 使用碳等导电表面涂层来增强颗粒与电极之间的电导率；iii) 向LFP结构中添加金属成分。通常会结合使用这些技术来提升LFP的整体离子和电导率[5,2]。
在过去十年中，由于对更高能量密度和更广泛应用的需求增加，锂离子电池的研究越来越多地聚焦于含硼材料。含硼材料通过利用硼的多样化学结构，可以调节其物理、化学和电化学性质。尽管关于硼在单个电池组件中应用的研究仍处于早期阶段，但已有多种硼化合物被广泛研究以提升电池性能[6], [7], [8]。鉴于土耳其拥有全球大部分的硼储量，将这些丰富的国内资源用于先进的储能应用符合国家的能源战略[9]。研究表明，硼（B）掺杂可以通过减小LFP结构中的带隙来提高电子导电性，并改善晶格性能，从而促进锂离子的传输。特别是，低水平的硼掺杂可以在不破坏橄榄石结构的情况下显著提升电池的倍率性能[1,10,11]。然而，虽然内部掺杂优化了晶格结构，但在高电压或高温操作条件下可能无法充分保护正极表面免受电解质的侵蚀。
此外，使用各种涂层进行表面改性也是优化LFP性能的有效方法，尤其是在高速充放电应用中[12], [13]。然而，单独的碳层在高温或长期循环条件下可能无法提供足够的化学稳定性[14], [15]。这种不足主要是由于非晶碳的孔隙性，使其无法形成有效的电解质阻隔层。在高温下，LiPF6盐的分解会产生氢氟酸（HF），这种酸可以通过碳孔隙扩散并引发活性材料表面过渡金属（尤其是Fe2+）的溶解[16]。在这种情况下，基于钛的涂层（尤其是TiO?或还原态Ti）可以形成化学惰性的屏障，限制氧的流失，保持结构完整性，并减轻电解质与活性材料之间的界面降解[17]。此外，氧化钛层的部分离子导电性有助于促进离子扩散过程。基于钛的表面改性通过减少活性材料与电解质之间的副反应来提高循环稳定性。一些研究表明，钛不仅能够形成保护层，还能在热处理过程中与磷酸基团反应生成具有高离子导电性的二次相[17], [18], [19]。因此，钛的表面稳定性和离子导电性的协同效应，结合碳的高电子导电性，显著提升了LFP的电化学性能、循环寿命、快速充放电能力和热稳定性[18]。
尽管取得了这些进展，但在理解如何通过同时进行体相掺杂和表面工程来协同克服LFP的动力学障碍方面仍存在根本性差距。虽然已有报道指出单独的硼（B）掺杂和钛（Ti）涂层分别可以改善体相电导率和表面稳定性，但两者同时作用的效果在LFP研究中仍是一个关键问题[4], [5], [6], [7]。单独的碳涂层往往无法在循环过程中保护活性材料免受氢氟酸的侵蚀，而单独的内部掺杂也无法阻止电解质的副反应。这种双重改性的必要性在于创建一个统一的防护和传输机制：硼通过扩大晶格来加速Li+的传输，而基于钛的界面层则提供化学惰性的屏障。本研究通过证明它们的组合能够形成一种独特的、具有离子导电性的界面桥接，填补了这一空白。
在本研究中，我们提出了一种创新的LFP改性方法，结合了钛和碳表面涂层以及硼掺杂。据我们所知，目前尚未有文献报道过采用这种特定联合改性策略（B掺杂与Ti/C涂层）的LFP材料性能。因此，需要进一步的研究来确定这种组合方法如何改善LFP的性能。本研究首次报道了B掺杂与C/Ti涂层之间的协同效应，与文献中的传统硼掺杂研究有所不同。研究发现，在煅烧过程中生成了一种类似于LiTi2(PO4)3的活性中间相，并通过XPS/CV技术得到了验证，这为高倍率锂传输提供了一条新的途径[19], [20], [21]。
