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富鎳層狀氧化物是高能量密度鋰離子電池（LIBs）的一類有前途的陰極。然而，高電壓下晶體學平面滑移和微裂紋導致的結構不穩定性嚴重阻礙了它們的實際應用。

華南理工大學Chenghao Yang和浙江大學陸俊等進行單晶LiNi_0.83Co_0.07Mn_0.1O₂（SNCM）陰極的表面修復工程。

本文要點：

（1）

通過將鋁和鈦共滲到SNCM中，建立了包括表面快離子導體Li_1.25Al_0.25Ti_1.5O₄（LATO）層和近表面受限陽離子雜化區的鈍化殼，這可以顯著提高結構穩定性。令人信服的證據表明，高導電性LATO涂層有助于Li⁺傳導并抵抗電解質侵蝕。在循環過程中，強Al─O鍵和表面重修區域的引入分別穩定了體氧和近表面晶格氧，從而阻止了氧空位的形成和有害相變的發生，最終抑制了晶體學平面滑移和納米裂紋。隨后，改進后的SNCM大大優于基準SNCM，在1.0C下循環400次后原始容量的保持率高達88.9%，在5.0C下電壓窗口為2.7-4.3V的情況下循環200次后放電容量為146.8 mAh g^-1，容量保持率為92.6%。

（2）

多功能表面涂層表現出的良好性能凸顯了穩定LIBs富鎳陰極的新途徑。

參考文獻:

Q. Zhang, Y. Chu, J. Wu, P. Dong, Q. Deng, C. Chen, K. Huang, C. Yang, J. Lu, Mitigating Planar Gliding in Single-Crystal Nickel-Rich Cathodes through Multifunctional Composite Surface Engineering. Adv. Energy Mater. 2024, 2303764.

DOI: 10.1002/aenm.202303764

https://doi.org/10.1002/aenm.202303764