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具有整體結(jié)構(gòu)的單晶高鎳氧化物可以防止晶體裂紋及其相關(guān)的危害電池性能的反應(yīng)。但是，由于電池顆粒的表面/體積非常低，因此表面分解成為電化學(xué)性能的一個(gè)更關(guān)鍵的因素。

有鑒于此，北京大學(xué)潘鋒教授、中國科學(xué)院金屬研究所譚興華副研究員、阿貢國家實(shí)驗(yàn)室劉同超研究員等報(bào)道成功在富含鎳的LiNi_0.92Co_0.06Mn_0.020O₂單晶上構(gòu)筑富含質(zhì)子（碳酸氫銨）的人工殼層結(jié)構(gòu)，能夠在原位電化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為無機(jī)保護(hù)層（inorganic maskant），提高了陰極的穩(wěn)定性。

本文要點(diǎn)：

（1）

在第一次充電期間，表面富集的質(zhì)子從碳酸氫銨殼層（質(zhì)子庫）中釋放，能夠被LiPF₆立即捕獲，通過原位電化學(xué)轉(zhuǎn)化為LiF和Li₃PO₄（亞納米F&P保護(hù)層）。原位形成的致密納米F&P保護(hù)層能夠顯著的增強(qiáng)陰極抵抗電解質(zhì)的攻擊，而且提高了在長期循環(huán)過程中的顆粒表面穩(wěn)定性。

（2）

這種表面修飾策略實(shí)現(xiàn)了半電池在4.5 V高壓下100次循環(huán)后容量保持95%，在全電池800次循環(huán)后容量保持83 %。這項(xiàng)工作展示了一種如何合理設(shè)計(jì)表面富集質(zhì)子的殼層，能夠電化學(xué)重構(gòu)形成性能優(yōu)異的保護(hù)層的策略。

參考文獻(xiàn)

Haoyu Xue, Yongzhi Liang, Yuxiang Huang, Yuchen Ji, Zhongxing Xu, Xinhan Chen, Honghao Wang, Jiajie Liu, Khalil Amine, Tongchao Liu, Xinghua Tan, Feng Pan, In Situ Conversion of Artificial Proton-Rich Shell to Inorganic Maskant Toward Stable Single-Crystal Ni-Rich Cathode, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202415860

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202415860