1. 層狀氧化物正極材料進(jìn)展
LIANG 等在三元正極 （NCM622）表面包覆了納米的LATP電解質(zhì)。由于正極和電解質(zhì)界面的變化，改進(jìn)后的正極具有更小的極化和更優(yōu)良的動(dòng)力學(xué)性能。AFM的電勢(shì)成像證實(shí)，性能的改善是由于電解質(zhì)弱化了空間電荷層，使得電勢(shì)下降趨于平緩，從而減少了副反應(yīng)。
Liang J Y, Zeng X X,Zhang X D, et al. Mitigating Interfacial Potential Drop of Cathode-Solid Electrolyte via Ionic Conductor Layer to Enhance Interface Dynamics for Solid Batteries[J]. Journal of the American Chemical Society,2018.
LI 等研究了高Ni層狀LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2正極材料，發(fā)現(xiàn)后者循環(huán)1500 周后的性能比前者要低很多。Mn在材料中對(duì)于降低過渡金屬離子的溶解和層狀結(jié)構(gòu)的相變作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Al。
Li W, Liu X, Celio H, etal. Mn versus Al in Layered Oxide Cathodes in Lithium‐Ion Batteries: A Comprehensive Evaluation on Long‐Term Cyclability[J]. Advanced Energy Materials, 2018, 8(15): 1703154.
YOU等對(duì)高Ni含量的層狀氧化物的正極材料進(jìn)行了研究，因?yàn)檫@種正極材料中的Ni含量高達(dá) 70%，它們?cè)诳諝庵腥菀赘畾夂投趸挤磻?yīng)，生成LiOH、Li2CO3和LiHCO3附著在表面，而這些形成了“殘留鋰”，暴露空氣不僅會(huì)明顯降低容量，而且會(huì)阻礙電極的制備，妨礙它們的實(shí)際應(yīng)用。使用少量的Al在晶格中替代Ni，可以顯著地提高表面化學(xué)穩(wěn)定性，在空氣中限制LiOH、Li2CO3、LiHCO3以及NiO在表面的形成。
You Y, Celio H, Li J, etal. Modified High‐Nickel Cathodes with Stable Surface Chemistry Against Ambient Air for Lithium‐Ion Batteries[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57(22): 6480-6485.
ZHANG等用尖晶石Li4Mn5O12包覆了富鋰層狀Li1.2Mn0.54Co0.13 Ni0.13O2正極材料，發(fā)現(xiàn)包覆后的材料在循環(huán)時(shí)表面的陽離子丟失明顯減少，同時(shí)正極的結(jié)構(gòu)相變和對(duì)電解液的氧化也得到了抑制。
Zhang X D, Shi J L,Liang J Y, et al. Suppressing Surface Lattice Oxygen Release of Li‐Rich Cathode Materials via Heterostructured Spinel Li4Mn5O12 Coating[J].Advanced Materials, 2018: 1801751.
2.尖晶石正極材料研究進(jìn)展
BI等用溶膠-凝膠的方法將LATP均勻地包覆在鎳錳酸鋰表面，包覆后的材料在低溫下具有更高的放電容量、更高的放電中壓和更小的極化，這是由于LATP包覆能增強(qiáng)鎳錳酸鋰表面的鋰離子擴(kuò)散和電荷轉(zhuǎn)移速度。
Bi K, Zhao S X, Huang C,et al. Improving low-temperature performance of spinel LiNi0.5Mn1.5O4 electrode and LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12 full-cell by coating solid-state electrolyte Li-Al-Ti-PO[J]. Journal of Power Sources, 2018, 389: 240-248.
FENG等研究了鋯摻雜有序和無序尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4高電壓正極材料，發(fā)現(xiàn)有序尖晶石LiNi0.5Mn1.49Zr0.01O4的循環(huán)性能和倍率性能均比無序的材料高。認(rèn)為有序尖晶石摻雜鋯以后性能提高是因?yàn)椴牧嫌懈玫慕Y(jié)晶性、高的離子傳輸系數(shù)和低的極化。
Feng S, Kong X, Sun H,et al. Effect of Zr doping on LiNi0.5Mn1.5O4 with ordered or disordered structures[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2018, 749: 1009-1018.
BINI等用固相法合成了 LiNi0.5Mn1.5?xSixO4（0≤x≤0.35），XRD 精修結(jié)果表明當(dāng)x≥0.1時(shí)，多余的硅將不能摻雜進(jìn)LiNi0.5Mn1.5?xSixO4晶格，而對(duì)于摻雜進(jìn)去的Si則更容易占據(jù) LiNi0.5Mn1.5O4的8a位。通過控制摻雜Si的含量能 夠提高LiNi0.5Mn1.5O4的循環(huán)性能，這種提高來源于硅在合成過程中對(duì)LiNi0.5Mn1.5O4顆粒尺寸和離子混排的優(yōu)化。
Bini M, Boni P,Mustarelli P, et al. Silicon-doped LiNi0.5Mn1.5O4 as a high-voltage cathode for Li-ion batteries[J]. Solid State Ionics, 2018, 320: 1-6.
DENG等用液相沉淀法合成了四氧化三鈷包覆的鎳錳酸鋰，發(fā)現(xiàn)四氧化三鈷包覆能夠顯著地提高鎳錳酸鋰的循環(huán)性能和倍率性能。由5%的四氧化三鈷包覆的鎳錳酸鋰在1C電流下?lián)碛?126 mA·h/g的放電比容量，在循環(huán)300周后仍有 96.8%的容量保持率。
Moorhead-Rosenberg Z,Huq A, Goodenough J B, et al. Electronic and Electrochemical Properties of Li1–xMn1.5Ni0.5O4 Spinel Cathodes As a Function of Lithium Content and Cation Ordering[J]. Chemistry of Materials, 2015, 27(20): 6934-6945.
CHAE等在高電壓尖晶石正極（LNMO）表面沉積了單層的五氟苯基丙基三甲氧基硅烷（PFPPS）來改善其性能。PFPPS能夠在LNMO的工作電壓范圍內(nèi)（3.5～4.9V）保持穩(wěn)定，從而防止電解液的氧化分解，減少氫氟酸產(chǎn)生，抑制過渡金屬的溶解，提升電池的庫侖效率。
Chae S, Soon J, Jeong H,et al. Passivating film artificially built on LiNi0.5 Mn1.5O4 by molecular layer deposition of (pentafluorophenylpropyl) trimethoxysilane[J].Journal of Power Sources, 2018, 392: 159-167.
3.聚陰離子正極材料研究進(jìn)展
XIANG等系統(tǒng)地研究了由50～200 nm 多晶 磷酸鐵鋰、磷酸鐵錳鋰和鈦酸鋰顆粒聚集而成的二 次顆粒在恒電勢(shì)驅(qū)動(dòng)下的相轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，一次顆粒表面先進(jìn)行異相成核，然 后通過表面快速傳播到其它顆粒，同時(shí)也緩慢地向 顆粒內(nèi)部進(jìn)行相轉(zhuǎn)變擴(kuò)散。
Xiang K, Yang K, CarterW C, et al. Mesoscopic Phase Transition Kinetics in Secondary Particles of Electrode-Active Materials in Lithium-ion Batteries[J]. Chemistry of Materials, 2018.
4.其它正極材料研究進(jìn)展
FAN等針對(duì)氟化鐵中因重復(fù)地打破和形成金屬與氟間的鍵，而造成電化學(xué)可逆性差的現(xiàn)象，采用在氟化鐵中鈷和氧共摻雜的策略，減少了轉(zhuǎn)換反應(yīng)的反應(yīng)電位，使得氟化鐵中低可逆性的嵌入- 轉(zhuǎn)換反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾诫s材料中的高可逆性嵌入-脫出反應(yīng)，合成出的Fe0.9Co0.1OF正極材料實(shí)現(xiàn)了1000W·h/kg 的高能量密度（在70 mA/g 和330次循環(huán)下）和超過1000 次循環(huán)的高度可逆性，500 mA/g充放電時(shí) 1000個(gè)循環(huán)下可表現(xiàn)出350 mA·h/g 的比容量。
Fan X, Hu E, Ji X, etal. High energy-density and reversibility of iron fluoride cathode enabled viaan intercalation-extrusion reaction[J]. Nature communications, 2018, 9(1): 2324.
GAO 等在探索穩(wěn)定的和容易獲得的卟啉化合物電極材料時(shí)，成功合成了新的卟啉類化合物CuDEPP。其可用作充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的電極材料，兼有出色的儲(chǔ)存容量、倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，具有更快的氧化還原轉(zhuǎn)換速度；在鋰基電池中，CuDEPP電極實(shí)現(xiàn)了210 mA·h/g的初始容量，且在高電流下，8000周后仍有好的容量保持；高功率系數(shù)下，具有穩(wěn)定的容量和高的能量密度。 多功能電極材料CuDEPP的合成及其出色性能的探 索為有機(jī)電極材料的設(shè)計(jì)研究開辟了新的途徑。
Gao P, Chen Z,Zhao‐Karger Z, et al. A Porphyrin Complex as a Self‐Conditioned Electrode Material for High‐Performance Energy Storage[J].Angewandte Chemie International Edition, 2017, 56(35): 10341-10346.
GORDON 等采用液相法合成了固溶混合金屬二氟化物（m-MF2）多壁碳納米管（MWCNT）復(fù)合 材料。研究表明該材料和單金屬二氟化物一樣，還原過程為一步反應(yīng)，無中間還原產(chǎn)物的存在，此外在充電過程中生成固溶體，并在循環(huán)過程中有金屬 三氟化物慢慢形成。進(jìn)一步通過系統(tǒng)的電化學(xué)測(cè)量 和失效分析后指出，該正極的穩(wěn)定性很大程度上取 決于正極固體電解質(zhì)界面層的形成和生長能力，而這又很大程度上取決于其中金屬的組成。
Gordon D, Huang Q,Magasinski A, et al. Mixed Metal Difluorides as High Capacity Conversion‐Type Cathodes: Impact of Composition on Stability and Performance[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
MENG等提出將PVP-I2復(fù)合物用作液態(tài)Li/I2電池的正極材料，0.2C倍率下的放電比容量達(dá)278 mA·h/g； 2C倍率循環(huán)1100周，平均每周的容量衰減僅為0.019%。PVP和多碘化物之間的化學(xué)相互作用很好地抑制了多碘化物在有機(jī)電解液中的溶解，降低了自放電速率，提高了電池的庫侖效率和循環(huán)穩(wěn)定性。
Meng Z, Tian H, Zhang S,et al. Polyiodide-Shuttle Restricting Polymer Cathode for Rechargeable Lithium/Iodine Battery with Ultra Long Cycle Life[J]. ACS applied materials & interfaces, 2018.
BHARGAV等提出使用苯基聚硫C6H5SxC6H5（4≤x≤6）作為液態(tài)正極材料，該苯基聚硫具有較高的能量密度，其中苯基六硫在1C 下具有650 mA·h/g 的比容量，且500周后仍有80%的容量保持率。
Bhargav A, Bell M, KartyJ A, et al. A Class of Organopoly sulfides as Liquid Cathode Materials for High Energy Density Lithium Batteries[J]. ACS applied materials & interfaces, 2018.
內(nèi)容來源：
詹元杰, 武懌達(dá), 趙俊年, 等. 鋰電池百篇論文點(diǎn)評(píng) (2018.6. 1-2018.7. 31)[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 7(5):869-880.
