厦大郑建明EnSM：掺杂涂层双策略助力LiCoO2 4.6 V稳定循环1000次！

提高充电截止电压是提高LiCoO₂(LCO)能量密度的最有效方法，但在高电压下加速结构破坏和界面退化会阻碍这一点，例如≥ 4.6 V vs. Li/Li⁺。

厦门大学郑建明等开发了一种有效的策略，通过协同的Mg掺杂和Se涂层来实现LCO的高压运行和长期循环。

图1 材料制备及表征

由于强Mg-O键和Mg²⁺柱状效应可抑制晶格氧的释放，并减轻深度脱锂过程中的晶格参数变化，Mg掺杂有利于稳定晶格结构。Se表面处理作为人工CEI层，在深度充电阶段与O^2-:2p相互作用，可有效地削弱Co:3d-t_2g–O^2-:2p杂化。

此外，Se涂层可抑制电解液-正极界面处的寄生副反应和电解液腐蚀，进一步减轻LCO颗粒表面从层状岩盐相到无序岩盐相的不可逆相变，并减少电阻副产物的积累。

图2 4.6V高压性能

因此，1 mol% Mg掺杂和0.2 wt% Se涂层的LCO (LCO-Mg@Se)正极表现出优异的循环稳定性和倍率性能。在充电截止电压4.6 V时经过1000次循环后实现了 147 mAh g^-1的出色容量(72.9%保留), 在充电截止电压4.65 V时经过400次循环后容量为148 mAh g^-1 (68.6% 保留率)，这代表了迄今为止报道的LCO最好的高压性能。

此外，高温循环性能和热稳定性也大大提高。这种双功能结构/界面工程方法为开发用于高能量密度电池的正极材料提供了可扩展的设计思路。

图3 4.65V高压性能

Highly Stable Operation of LiCoO2 at Cut-off ≥ 4.6 V Enabled by Synergistic Structural and Interfacial Manipulation. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.01.033

原创文章，作者：v-suan，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/c2d7052bc5/

厦大郑建明EnSM：掺杂涂层双策略助力LiCoO2 4.6 V稳定循环1000次！

相关推荐