将层状正极推向更高的工作电压,有利于实现高能锂离子电池。然而,材料表面以高脱氢状态释放的氧物种会与电解液发生严重反应,加速材料的结构劣化,引发热降解。
在这里,北京理工大学Li Li,陈人杰教授提出了一种具有丰富的氧空位(约41%)的La2Mo2O9惰性相,通过调节退火温度来设计阴极界面,使之超越传统的修饰。
文章要点
1)以LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2为模型体系,并推广到更高电压操作的LiCoO2和富锂阴极,我们证明了引入的La和Mo离子将转移电子,增强表面氧的电负性,从而起到“氧锚”的作用,减缓放氧。
2)此外,由于β相La2Mo2O9本身具有较高的氧空位形成能,可能释放的氧可以被La2Mo2O9相沉积层捕获和保存。从根本上减少了氧物种与电解液的反应,从而有效地缓解了结构恶化,提高了电化学性能,使1.5 Ah袋式充电池在400次循环后容量损失可忽略不计的6.0%。
参考文献
Dai, Z., Li, Z., Chen, R. et al. Defective oxygen inert phase stabilized high-voltage nickel-rich cathode for high-energy lithium-ion batteries. Nat Commun 14, 8087 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-43792-0
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43792-0