Nano Energy：利用可调配位结构锚定界面镍离子实现高度稳定的富镍层状氧化物正极

Nanoyu

2021-12-09

富镍LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂（NCM）正极材料因其比容量高，在电动汽车中具有广阔的应用前景而受到广泛关注。尽管增加NCM中的Ni含量可以大大提高首次放电容量，但脱锂的高活性Ni⁴⁺物种可能会促进不可逆相变和不良的界面反应，导致容量严重下降。

基于此，中南大学韦伟峰研究员报道了展示了一种有机表面修饰策略，通过构建不同官能团的聚合物纳米层来调节富镍NCM正极的表面配位结构，从而提高循环稳定性。

文章要点

1）原位XRD、表面结构分析和密度泛函理论（DFT）计算表明，官能团的强给电子能力有助于稳定表面高活性的Ni⁴⁺阳离子，从而抑制有机电解液的分解、层状向岩盐（NiO）的转变和随后Ni在电解液中的溶解，以及NCM颗粒内微裂纹的形成和扩展。

2）实验结果表明，在正极材料LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂上涂覆多个酯基的PAAEM后，其循环稳定性得到显著提高（200次循环保留率为91.3%）。

这项研究为调节大容量高压层状正极材料的表面配位结构以提高循环性能提供了新的方向。

参考文献

Cheng Ma, Minjian Chen, Zhengping Ding, Bo Wei, Chaoping Liang, Liangjun Zhou, Libao Chen, Xiaobo Ji, Peng Gao and Weifeng Wei, Anchoring Interfacial Nickel Cations by Tunable Coordinative Structure for Highly Stabilized Nickel-Rich Layered Oxide Cathodes, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106803

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106803