研究人員首次發現表面氧逃逸及其誘導形成的Li絕緣體Co3O4是造成4.6V高電壓LiCoO2容量衰減的根本原因,提出“調控Co3d和O2p能帶中心抑制氧逃逸和Co3O4形成的新策略”,實現了4.6V高電壓LiCoO2正極材料的穩定循環。

高電壓LiCoO2正極材料穩定策略

高電壓LiCoO2正極材料穩定策略

鈷酸鋰(LiCoO2)正極材料因壓實密度大而被廣泛應用于3C電子產品。LiCoO2正極材料理論容量為274mAh/g,而目前廣泛應用的LiCoO2正極材料容量僅為140mAh/g,這意味著其中只有一半的Li+被利用。提高充電電壓能夠提升電池比容量,但會引起容量的急劇衰減,循環穩定性極差,這也是目前制約高電壓、高比能鈷酸鋰正極材料應用的主要瓶頸。當前研究對造成高電壓鈷酸鋰正極材料循環性差的原因仍然不清楚,缺乏簡單、高效的改性策略。 

近日,中國科學院大學材料科學與光電技術學院教授劉向峰團隊利用中子衍射、同步輻射吸收譜、共振非彈性X射線散射、微分電化學質譜、高角環形暗場掃描透射電子顯微鏡及DFT計算等,首次發現表面氧逃逸及其誘導形成的Li絕緣體Co3O4是造成4.6V高電壓LiCoO2容量衰減的根本原因,提出“調控Co3d和O2p能帶中心抑制氧逃逸和Co3O4形成的新策略”,實現了4.6V高電壓LiCoO2正極材料的穩定循環。 

該研究對其它氧化物正極材料的結構設計與調控具有指導意義。 

相關成果發表在《德國應用化學》上。研究得到國家自然科學基金、中科院重大儀器研制項目、中科院戰略性先導科技專項、中央高?;窘ㄔO經費等資助,以及德國同步輻射光源、北京大學高強度中子衍射譜儀等支持。

[責任編輯:陳語]

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