强强联手！「国家杰青」吴忠帅/「国家优青」陈成猛，最新EES：5C快充锂电池！

第一作者：Zhihong Bi，Zonglin Yi

通讯作者：吴忠帅，陈成猛

通讯单位：中国科学院大连化学物理研究所，中国科学院山西煤炭化学研究所

吴忠帅，男，首席研究员，博士生导师。2015年6月加入中国科学院大连化学物理研究所，担任二维材料化学与能源应用研究组（508）组长。入选国家杰出青年科学基金获得者（2021）、英国皇家化学会会士（2020）、中组部引进“海外杰出青年人才”（2015）。

陈成猛，中国科学院山西煤炭化学研究所，研究员，课题组长，中国科学院石墨烯工程实验室副主任；国际电工委员会（IEC/TC113）和国标委纳米标委会（SAC/TC279）专家；中国超级电容产业联盟副秘书长。

论文速览

在高压LiCoO₂ (LCO)中实现高度可逆的阴离子氧化还原反应(ARR)对于提高功率/能量密度至关重要，但仍然缺乏可靠的调节策略。

本论文综述了一种针对高电压锂钴氧化物（LiCoO₂, LCO）正极材料的表面到体相深度脱锂策略。通过微量Mg-Nb-Al共掺杂以及界面层级氟化处理，实现了5C快充条件下4.6V-LCO的高可逆性和稳定性。

研究揭示了高效的阴离子/阳离子氧化还原反应的内在机制，并指出通过Nb⁵⁺诱导的高度自旋极化弱Co-O八面体晶体场来抑制氧电子空穴的生成，对于保持高电压循环可逆性至关重要。

图文导读

图1：4.6V-LCO表面到体相深度脱锂策略的设计概念。

图2：不同LCO样品的锂离子存储能力。

图3：B-LCO和FMNA-LCO在首次充放电循环中的相结构演变行为。

图4：不同充电状态下FMNA-LCO、MNA-LCO和B-LCO的表面化学性质。

图5：通过TOF-SIMS分析了不同LCO样品经过500次循环后的CEI结构和组成。

图6：Nb掺杂对LCO结构的影响。

总结展望

本文提出的深度脱锂策略通过表面到体相的协同优化，显著提升了高电压LCO正极材料的快充性能和循环稳定性。

微量共掺杂和界面层级氟化处理不仅增强了LCO的结构稳定性，而且提高了电极/电解液界面的化学稳定性。这些发现为开发高能量密度、高功率密度的锂离子电池正极材料提供了重要的设计指导和理论基础。

文献信息

标题：A surface-to-bulk tunning deep delithiation strategy towards 5C fast-charging 4.6 V LiCoO2

期刊：Energy & Environmental Science

DOI：10.1039/D4EE01674B

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