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?AFM：磷酸鋰官能化聚合物涂層實(shí)現(xiàn)NCM811優(yōu)異的室溫和高溫性能

高能富鎳鋰過渡金屬氧化物，如Li[Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1]O₂(NCM811)是下一代鋰電池的有吸引力的正極材料。然而，儲(chǔ)存期間對(duì)潮濕空氣的高敏感性以及與普通有機(jī)電解液的高反應(yīng)性，尤其是在高溫下，阻礙了它們的商業(yè)應(yīng)用。

德國赫爾姆霍茲研究所Dominic Bresser、Stefano Passerini、法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學(xué)Cristina Iojoiu等人報(bào)道了一種有效的策略，即通過用磷酸鋰官能化聚芳醚砜涂覆NCM811顆粒來克服這些問題。

這種涂層通過抑制儲(chǔ)存和加工時(shí)與潮濕空氣（即H₂O和CO₂）以及循環(huán)時(shí)與電解液（尤其是在高溫下）的有害副反應(yīng)，解決了富鎳NCM最具挑戰(zhàn)性的問題，即循環(huán)穩(wěn)定性差和熱穩(wěn)定性低。

圖1 材料表征

因此，涂覆的NCM811基正極在室溫以及在高達(dá)60℃的高溫（非涂覆NCM811電極迅速失效的溫度）下顯示出優(yōu)異的庫侖效率和循環(huán)穩(wěn)定性，這是由于形成了具有增強(qiáng)的鋰離子傳輸動(dòng)力學(xué)和良好保留的層狀晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定正極電解質(zhì)界面。這些結(jié)果使得提出的涂層策略普遍適用于高性能鋰電池正極。

圖2 40°C和60°C下的電化學(xué)性能

Lithium Phosphonate Functionalized Polymer Coating for High-Energy Li[Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1]O₂ with Superior Performance at Ambient and Elevated Temperatures. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105343

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