在LiCoO2阴极中打破4.6V屏障:批量和表面结构修改的协同效应
Yu-Ke Wang1, Jia Lu1, Xin-Yu Cheng1
1Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative Materials, Department of Chemistry, College of Smart Materials and Future Energy, Fudan University, Shanghai, 200433, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|August 14, 2025
概括
这项研究通过使用Fe/F合剂和LiCPON涂层来增强用于高压应用的氧化 (LCO) 阴极. 这种双重方法提高了结构稳定性和电化学性能,这对于先进的电池至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 氧化 (LCO) 阴极的高压运行受到散装结构降解和接口侧反应的限制.
- 克服4.6伏极限需要采取稳定阴极结构和抑制寄生反应的策略.
研究的目的:
- 为运行超出4.6V的LCO阴极制定一个协同的散装表面稳定策略.
- 为了研究Fe/F双部位注和超薄LiCPON涂层对LCO性能的联合影响.
主要方法:
- 使用磁铁喷射来沉积超薄 (≈2 nm) LiCPON 固体电解质涂层.
- Fe/F双站点兴奋剂被整合到LCO散装结构中.
- 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来分析电子结构的变化.
主要成果:
- 与原始的LCO (55.1%) 相比,优化的LCO-FeF-LiCPON阴极显示了显著改善的容量保留 (85.5%在4.6V的200个周期后).
- LiCPON涂层有效地抑制了过渡金属溶解和氧气演变,而Fe/F剂稳定了晶体结构和晶格氧气.
- 在全电池配置和更高电压 (4.7V) 中也观察到高保留率.
结论:
- 协同的Fe/F注和LiCPON涂层策略有效地提高了LCO阴极的高压电化学性能和稳定性.
- 这种方法减轻了批量降解和接口问题,为下一代高能量密度电池铺平了道路.
- 这些发现为复合材料控制战略提供了有价值的见解,用于先进的正极材料.


