由于界面副反应、钴溶解和深度脱锂状态下的氧氧化还原活性都会导致性能下降,因此在快速充电-放电过程(>5 C)和高压条件(>4.2 V)下保持LiCoO2(LCO)表面结构稳定性具有挑战性。
在此,与传统的表面涂层方法不同,北京航空航天大学Lijiang Zhao,Junying Zhang,北京科技大学Rongming Wang报道了一种水介导策略,该策略改变了LCO的表面结构,创建了一层钝化层来抑制表面降解并增强了快速充电条件下的循环稳定性。
文章要点
1)H2O对LCO表面的蚀刻伴随着同时发生的Li+/H+阳离子交换,这会用H+离子钝化表面氧,从而增强了疏水性和结构稳定性。
2)在电流密度为1000 mA g-1(4.5 V时约6C)100次循环后,改性LCO表现出优异的容量保持率,是原始LCO的2.5倍。即使在45 °C的高温下,它也能以500 mA g-1(∼3 C)的电流密度保持令人印象深刻的循环稳定性,这在实际的全电池配置中得到了证明。
3)多个样品的结果显示,水介导策略具有广泛的适用性。这种水介导的阴极材料表面结构改性为提高高能量密度锂离子电池(LIB)的稳定性提供了重要的见解。
参考文献
Xinghua Liu, et al, Water-Mediated Surface Engineering Enhances High-Voltage Stability of FastCharge LiCoO2 Cathodes, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c11923
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c11923