無鈷Li[Ni0.75Mn0.25]O2（NM7525）陰極具有生產成本低的顯著優勢。然而，它需要一個高壓充電過程（≥4.5 V vs Li/Li?）來實現Ni-Li[NixCoyMnz]O2（x≥0.8）陰極的高能量密度，這會導致二次粒子在長時間循環過程中發生嚴重的結構和形態退化。近日，成均館大學Jongsoon Kim、Young-Min Kim通過控制二次粒子中的孔隙率和裂紋來提高無鈷層狀陰極的可循環性和結構穩定性。
本文要點：
1) 研究發現，在4.45 V的高充電截止電壓和45°C的高溫下，全電池系統中形成的穩定均勻陰極-電解質界面（CEI）可以有效抑制NM7525陰極二次粒子中的大孔隙率和裂紋擴展，以及晶體結構中的結構變化和微應變。
2) 為了在高壓操作下穩定CEI層，作者應用了一種優化的電解質系統，其中含有具有低最高占據分子軌道（HOMO）能量的添加劑。這種受控的孔隙和二次粒子中的裂紋形成增強了NM7525基全電池的電化學性能。在可循環性方面，在高充電截止電壓和高溫的惡劣操作條件下，CEI穩定的全電池在100次循環后可提供90%的高容量保持率，而制備的全電池僅顯示78%的保持率。
參考文獻：
Myungeun Choi et.al Improving Cyclability and Structural Stability of Co-Free Layered Cathode by Controlling Porosity and Cracks in Secondary Particles for Low-Cost and High-Energy LIBs Adv. Functional Mater. 2025
DOI: 10.1002/adfm.202424880
https://doi.org/10.1002/adfm.202424880
