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高壓正極的商業(yè)化仍然是一個挑戰(zhàn)，因為這些材料在常用的有機電解液中不具有電化學穩(wěn)定性。電極涂層已成為高壓正極商業(yè)化不可或缺的工具，迄今為止，電絕緣和離子導電表面涂層通常用于提高電池的電化學穩(wěn)定性。

在此，比利時魯汶大學Louis L. De Taeye等人研究了氧化銦錫 (ITO) 作為LiMn₂O₄（LMO）薄膜電極上的涂層，該電極將在2.4 V以上（相對于Li⁺ /Li，遠高于電活性電位區(qū)域）循環(huán)。

作者通過使用LMO薄膜模型系統(tǒng)直接測量電解液分解動力學，并通過對電解液中活性材料、涂層材料和氧化還原物質(zhì)的電子能帶結構的理論闡述進行解釋。作者發(fā)現(xiàn)絕緣材料而且高電子導電涂層如ITO都可以通過形成電子結來有效抑制電解液分解，同時保持離子和電子傳導。

圖1. 電極-電解液界面處的結形成

結的形成是專門為ITO涂層的LMO薄膜電極制定的，但可以推廣到任何材料和形態(tài)。除了精心設計的電子結對電化學穩(wěn)定性的有益影響外，還可以利用高導電涂層通過創(chuàng)建分流導體來改善活性材料和集流體之間的接觸。

這項工作也證明了對電子導電氧化物涂層的進一步設計考慮：

1) 功函數(shù)應小于與溶液中相關氧化還原物質(zhì)以抑制電解液氧化；

2) 涂層的寬度應足以形成一個完整的結（即它應該超過能帶彎曲中耗盡層的厚度；

3）厚度應該超過活性材料/涂層界面處耗盡層的寬度，以增強局部電子電導率。

圖2. 含ITO涂層和不含涂層的LMO電極的電化學性能

The Role Electronic Junctions in Artificial Interface Engineering: The Case for Indium Tin Oxide on LiMn₂O₄ Electrodes, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105180

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魯汶大學AFM: 以LMO電極上的ITO為例分析人工界面工程中電子結的作用

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