上交/清華AM:高壓電池正極的界面改性 2024年6月9日 下午12:54 ? 頂刊 ? 閱讀 25 先進(jìn)的鋰離子電池可利用高達(dá)4.8 V的上限截止電壓(相對于鋰金屬)來實(shí)現(xiàn)高能量密度。該種惡劣的環(huán)境對正極穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn),并要求在其電化學(xué)界面處構(gòu)建堅(jiān)固的正極電解質(zhì)界面。 在此,上海交通大學(xué)黃富強(qiáng)、清華大學(xué)董巖皓等人提出了一種受碳酸飲料中過飽和二氧化碳啟發(fā)的表面改性策略,用于構(gòu)建高電壓鋰離子電池正極材料的穩(wěn)定界面。作者通過在正極材料表面形成低模量的有效鈍化層,顯著提升了高截止電壓下正極材料的穩(wěn)定性和電池性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過改性的高電壓LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)和LiCoO2正極材料展現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和高放電容量。 圖1. CLCO 的電池性能 總之,該工作展示了一種新穎的、可滲透且易于擴(kuò)展的界面改性策略。具體而言,作者利用超飽和二氧化碳?xì)馀莘€(wěn)定鋰正極材料(NCM811和LiCoO2)至4.6 V和4.8 V的高電壓。該策略模仿碳酸飲料中的化學(xué)過程,通過在正極材料表面形成均勻的碳酸層然后進(jìn)行Ca2+離子交換,不僅改善了材料的界面問題,還提升了電池的電化學(xué)性能。 結(jié)果顯示,經(jīng)過改性的NCM811在2.8-4.6 V電壓范圍內(nèi)循環(huán)100次后顯示出91.2%的容量保持率,當(dāng)上截止電壓提升至4.8 V時(shí),初始放電比容量高達(dá)236 mAh g?1,放電比能量達(dá)到918 Wh kg?1,并且在0.5C的電流密度下循環(huán)100次后容量保持率達(dá)到89.5%。此外,單晶LiCoO2在4.6 V的高電壓下也展現(xiàn)了出色的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。因此,該碳酸化策略為未來高能量密度電池的發(fā)展提供了新的思路和方法。 圖2. 碳酸化策略在首次循環(huán)中對LiCoO2穩(wěn)定性的影響 Carbonated Beverage Chemistry for High‐Voltage Battery Cathodes, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202402739 原創(chuàng)文章,作者:wang,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2024/06/09/7fe4e2d918/ 電池 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 ?南開陶占良,Angew!“膠體陰離子”深共晶電解質(zhì)用于高可逆鋅金屬負(fù)極 2024年8月1日 慕尼黑工業(yè)大學(xué)/華東師范大學(xué),最新Science! 2023年10月12日 武理木士春課題組,最新Nature子刊! 2024年5月28日 AM:鈉離子電池高性能負(fù)極NiCr2S4的儲鈉機(jī)理研究 2023年10月24日 大連理工Angew. : 等離子體調(diào)控h-BN局域環(huán)境用于丙烷氧化脫氫 2023年10月14日 ?馬越/王洪強(qiáng)AFM:240秒!超快激光誘導(dǎo)CEI用于高壓PEO基固態(tài)電池 2023年10月10日