单晶富镍正极被证明是用于下一代高能量密度电池的一种极有前途的候选材料，其解决了在由聚集的小初级颗粒组成的对应物中出现的晶间裂纹。然而，富镍正极固有的不稳定表面性质，如岩盐相变、活性氧释放和寄生副反应，尚未得到解决，这将恶化单晶富镍正极的电化学性能。为了进一步提高耐久性，这些表面问题应急需得到缓解。

近日，中国科学院化学研究所郭玉国研究员，石吉磊副研究员报道了采用磷钼酸表面处理和随后的烧结来改变单晶LiNiO_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（简称PMoA-NCM811）正极的表面性质。

文章要点

1）综合表征结果显示，这种新型磷钼酸处理同时消耗锂残余物，并在表面构建了约2 nm的岩盐相和Mo基Li⁺离子导体。由于锂残余物的消耗，电化学极化降低，PMoA-NCM811获得了高比容量。更重要的是，热动态稳定的薄岩盐层和Mo基Li⁺离子导体成功地抑制了PMoA-NCM811循环过程中的岩盐相变、电化学极化和CEI生长。

2）实验结果显示，这种PMoA-NCM811在200次循环后表现出92%的优异容量保持率。此外，改性后的正极热稳定性得到了显著提高，从而提高了电池的安全性。

这项工作突出了通过高价过渡金属离子的表面改性可以进一步提高单晶富镍正极的耐久性，为其广泛应用铺平了道路。

参考文献

Yu-Gang Zou, Fanqi Meng, Dongdong Xiao, Hang Sheng, Wan-Ping Chen, Xin-Hai Meng, Ya-Hao Du, Lin Gu, Ji-Lei Shi and Yu-Guo Guo, Stable Interfacial Phase on Single-Crystalline Ni-Rich Cathode via Chemical Reaction with Phosphomolybdic Acid, Nano  Energy, (2021)

DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106172

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106172