為高能量密度鋰離子電池（LIB）部署富鎳（Ni≥95%）層狀正極需要解決一系列技術挑戰。其中，陰極的結構弱點、不穩定的Ni4+離子物種的劇烈反應性、氣體逸出和相關電池膨脹以及熱不穩定性問題是必須解決的關鍵障礙。
在此，漢陽大學Yang-Kook Sun提出了一種直觀的策略，可以有效改善極高鎳層狀陰極的退化、超細尺度微觀結構的構建以及隨后的晶粒間屏蔽。
文章要點
1）通過阻止陰極煅燒過程中的顆粒粗化，在富鎳的Li[Ni0.96Co0.04]O2 (NC96)陰極中形成超細晶粒，顯著提高了陰極的機械耐久性和電化學性能。然而，Mo摻雜NC96中抗應變微觀結構的形成同時增加了二次顆粒表面的陰極電解質接觸面積，這不利地加速了與電解質的寄生反應。
2）細化微觀結構的晶間保護通過形成氟誘導涂層解決了Mo摻雜NC96正極剩余的化學不穩定性，有效減輕了結構退化和氣體產生，從而延長了電池的使用壽命。
所提出的策略協同提高了NC96陰極的結構和化學耐久性，滿足下一代鋰離子電池的能量密度、生命周期性能和安全要求。
參考文獻
Geon-Tae Park, et al, Intergranular Shielding for Ultrafine-Grained Mo-Doped Ni-Rich Li[Ni0.96Co0.04]O2 Cathode for Li-Ion Batteries with High Energy Density and Long Life, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314480
DOI: 10.1002/anie.202314480
https://doi.org/10.1002/anie.202314480
