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黃富強(qiáng)ACS Energy Letters：超潤(rùn)濕性高壓LiCoO2用于低溫鋰離子電池

兼具低溫（low-T）適應(yīng)性和高能量密度的鋰離子電池需要先進(jìn)的正極。然而，由于正極-電解質(zhì)界面兼容性差導(dǎo)致最先進(jìn)的高壓（high-V）正極在低溫下的性能仍差強(qiáng)人意。

在此，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所黃富強(qiáng)研究員等人開發(fā)了一種淺表面摻Zr和穿插Li⁺導(dǎo)電的Li₂Zr(PO₄)₂（LZPO）的球狀LiCoO₂（LZPO-LCO）。

本文強(qiáng)調(diào)了淺表面的Zr摻雜物可以增強(qiáng)晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，促進(jìn)Li⁺擴(kuò)散并抑制晶格氧的氧化；而表面穿插的LZPO誘導(dǎo)LZPO-LCO與電解質(zhì)的超潤(rùn)濕性，有助于形成具有強(qiáng)穩(wěn)定性和高Li⁺電導(dǎo)率的高質(zhì)量正極-電解質(zhì)相（CEI）。

圖1. LZPO-LCO結(jié)構(gòu)示意圖和潤(rùn)濕性

研究表明，在不改變電解質(zhì)的情況下，即使在-25 ℃的低溫度和4.6 V的高電壓下，LZPO-LCO在0.2 C時(shí)顯示出200 mAh g^-1和5 C時(shí)顯示出137 mAh g^-1的超高容量，在100次循環(huán)后保持94%的容量，平均庫(kù)倫效率為99.9%。

此外，制造的全電池提供了340 Wh kg^-1的高能量密度，并在-25 ℃下循環(huán)200次后保持92%的容量。簡(jiǎn)而言之，這項(xiàng)工作展示了一種新的表面微結(jié)構(gòu)架構(gòu)，超越了元素?fù)诫s和涂層，提高了高電壓和低溫度下正極的可行性。

圖2. LZPO-LCO陰極和全電池的low-T電化學(xué)性能

Superwettable High-Voltage LiCoO₂for Low-Temperature Lithium Ion Batteries，ACS Energy Letters 2023 DOI：10.1021/acsenergylett.2c02434

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/10/75b05d6344/

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