中國科學(xué)院大學(xué)提出穩(wěn)定高電壓鈷酸鋰正極材料新策略

高電壓LiCoO₂正極材料穩(wěn)定策略

鈷酸鋰（LiCoO₂）正極材料因壓實(shí)密度大而被廣泛應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品。LiCoO₂正極材料理論容量為274mAh/g，而目前廣泛應(yīng)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(huán)穩(wěn)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(yīng)用的主要瓶頸。當(dāng)前研究對造成高電壓鈷酸鋰正極材料循環(huán)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(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院教授劉向峰團(tuán)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(xué)質(zhì)譜、高角環(huán)形暗場掃描透射電子顯微鏡及DFT計算等，首次發(fā)現(xiàn)表面氧逃逸及其誘導(dǎo)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(diào)控Co3d和O2p能帶中心抑制氧逃逸和Co₃O₄形成的新策略”，實(shí)現(xiàn)了4.6V高電壓LiCoO₂正極材料的穩(wěn)定循環(huán)。 

該研究對其它氧化物正極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與調(diào)控具有指導(dǎo)意義。 

相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。研究得到國家自然科學(xué)基金、中科院重大儀器研制項目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、中央高校基本建設(shè)經(jīng)費(fèi)等資助，以及德國同步輻射光源、北京大學(xué)高強(qiáng)度中子衍射譜儀等支持。