阿贡实验室/港科大AEM：用于高压锂离子电池的电解液聚合诱导的人工CEI

基于LiNi_xCo_yMn_1-xyO₂ (NCM) 正极材料的锂离子电池 (LIB) 因其高能量密度、良好的倍率性能和相对较低的成本而被广泛商业化。

然而，随着Ni含量的增加，其循环稳定性急剧恶化，无法满足商业应用的要求。人工正极-电解液-界面（CEI）是解决这个问题的一种很有前景的方法。

在此，香港科技大学邵敏华联合美国阿贡实验室Khalil Amine、徐桂良等人开发了一种新策略，通过使用异丙醇铝 (AIP) 作为诱导剂，通过碳酸亚乙酯（EC）的原位聚合反应来制造坚固的CEI。

作者发了两种方法将AIP引入LIB：作为电解液添加剂或电极添加剂。由于AIP中RO^–基团强大的亲核性，它可以在Al³⁺的配合下诱导EC的配位聚合，导致在NCM811和钴酸锂（LCO）上形成强大的 CEI。

图1. AIP诱导剂的工作机制

通过在商业电解液中添加1 wt% AIP，NCM811 ||Li电池在1 C倍率下200次循环后的容量保持率从80.8% 增加到97.8%，具有176 mA hg^-1的高度可逆容量。

当AIP用作制浆过程中电极的添加剂时，即使在4.6 V的高充电电压下，LCO正极200次循环后的可逆容量仍为170 mAh g^-1，原位形成的CEI层可以防止正极开裂并减少不可逆相变。这项研究开辟了一条新途径，并激发了更稳固的高压正极材料CEI的合理设计。

图2. 含AIP添加剂的LCO正极的电化学性能

Electrolytes Polymerization-Induced Cathode-Electrolyte-Interphase for High Voltage Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101956

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阿贡实验室/港科大AEM：用于高压锂离子电池的电解液聚合诱导的人工CEI

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