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4.8V高壓全固態(tài)鋰電！南京大學(xué)郭少華團隊，最新Angew！

第一作者：Yuankai Liu，Tao Yu

通訊作者：郭少華

通訊單位：南京大學(xué)

郭少華，南京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，南京大學(xué)深圳研究院副院長。先后于日本筑波大學(xué)、國立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所從事科研工作，以第一作者/通訊作者身份發(fā)表SCI論文 50?余篇，他引4000?余次，H因子 36 ，10?篇文章入選ESI高被引論文。

曾入選國家萬人計劃青年拔尖人才、教育部青年長江學(xué)者等，曾獲得中國化學(xué)會鋰元素代言人、Emerging Investigators 2019（J. Mater. Chem. A）以及國際先進材料學(xué)會 Scientist Medal 等。

論文速覽

全固態(tài)鋰電池作為下一代儲能裝置的候選材料，受到越來越多的關(guān)注。在各種固態(tài)電解質(zhì)中，由于高能量密度和安全性能，甚至在高電壓條件下，已經(jīng)出現(xiàn)了與層狀氧化物陰極結(jié)合的硫化物基ASSBs。然而，在氧化物陰極和硫化物電解質(zhì)之間的界面處，界面相容性問題仍有待解決。

本論文提出了一種通過可控的氣-固反應(yīng)在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）正極材料表面構(gòu)建均勻的氧鹵化物界面的方法。

與傳統(tǒng)涂層相比，該氧鹵化物涂層展現(xiàn)出高的離子導(dǎo)電性和優(yōu)異的高電壓穩(wěn)定性，能有效抑制高電壓下NCM811與硫化物固態(tài)電解質(zhì)之間的副反應(yīng)，從而減少界面產(chǎn)物的生成。

因此，采用這種涂層的全固態(tài)鋰電池（ASSBs）在動力學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性方面都有顯著提升，在4.5V下500個循環(huán)后的容量保持率為94%，在4.8V下200個循環(huán)后的容量保持率為80.4%。

此外，由于動力學(xué)性能的改善，即使在0°C下也實現(xiàn)了出色的倍率性能（166.5 mAh g^?1 at 0.2 mA cm^?2）。本研究為高能量密度ASSBs的發(fā)展提供了一個簡單而有效的氧鹵化物涂層策略。

圖文導(dǎo)讀

圖1：B-NCM和C-NCM的制備和結(jié)構(gòu)表征。

圖2：室溫下ASSBs的倍率性能和長期高電壓電化學(xué)性能。

圖3：在寬溫度范圍內(nèi)的動力學(xué)性能評估。

圖4：深入探討了界面穩(wěn)定性的起源。

總結(jié)展望

通過在NCM811正極材料表面引入Li-Ta-O-F氧鹵化物涂層，本研究成功解決了硫化物固態(tài)電解質(zhì)與高鎳正極材料之間的界面兼容性問題。該涂層不僅提高了材料的高電壓穩(wěn)定性，還改善了界面的離子傳輸動力學(xué)，顯著提升了全固態(tài)鋰電池的電化學(xué)性能。

這項工作為開發(fā)具有更高能量密度的全固態(tài)鋰電池提供了重要的指導(dǎo)意義，并展示了在實際制造中應(yīng)用的潛力。

文獻信息

標(biāo)題：Magicking an oxyhalide interface for 4.8 V-tolerant high-nickel cathodes in all-solid-state lithium-ion batteries

期刊：Angewandte Chemie International Edition

DOI：10.1002/anie.202403617

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/06/04/31d01b2a7c/

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