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富鎳層狀氧化物是一類高能量密度鋰離子電池陰極。然而，它們在高電壓下由晶體平面滑動和微裂紋引起的結構不穩定性嚴重阻礙了它們的實際應用。近日，浙江大學Lu Jun、華南理工大學Yang Chenghao對單晶LiNi_0.83Co_0.07Mn_0.1O₂（SNCM）陰極進行了表面處理工程。

本文要點：

1) 通過將Al和Ti共滲透到SNCM中，作者建立了鈍化殼，該鈍化殼包括表面快離子導體Li_1.25Al_0.25Ti_1.5O₄（LATO）層和近表面限制的陽離子雜化區，可以顯著提高結構穩定性。高導電性LATO涂層促進了Li⁺導電性并降低電解質的侵蝕。在循環過程中，引入的強Al─O鍵和重建表面區域分別穩定了本體和近表面晶格氧，從而阻礙了氧空位的形成和有害相變的發生，最終抑制了晶體平面滑動和納米裂紋。

2) 改性的SNCM顯著優于SNCM，在1.0 C下經過400次循環后的原始容量保持率為88.9%，在5.0 C且200次循環后，2.7–4.3V的電壓窗口內的放電容量為146.8 mAh g^?1，容量保持率為92.6%。

參考文獻：

Qimeng Zhang et.al Mitigating Planar Gliding in Single-Crystal Nickel-Rich Cathodes through Multifunctional Composite Surface Engineering Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202303764

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