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青海鹽湖所李武、張波AFM：電沉積超細納米Mg(OH)2提升磷酸鐵鋰電池極端溫度耐受性

磷酸鐵鋰（LFP）鋰離子電池（LIBs）在全球范圍內廣泛應用于電子通信設備、電動汽車或混合動力汽車以及能源儲存。然而，由于鋰離子擴散速率及其在極端環境條件下的性能受到限制，其發展一直受阻。

圖1 納米MH的制備和表征

中國科學院青海鹽湖研究所李武、張波等利用超細納米Mg(OH)₂（MH）制備了一種復合正極材料, 以改善磷酸鐵鋰（LFP）鋰離子電池的鋰離子擴散和極端環境性能。具體而言，這項工作首先通過帶電黃原膠聚合物分子在電場力作用下的轉變和黃原膠網絡的自組裝，在陰極表面的局部區域設計了一個柔性密閉空間；然后，在局部柔性密閉空間內通過陰極電沉積制備出20納米的納米MH，并在重力作用下穿過黃原膠網絡時進行原位表面改性。結果，LFP-MH顯著改變了陰極電解質界面膜的密度和均勻性，并提高了電解液的親和性。

圖2 LFP和LFP-MH的電化學特性對比

因此，Li||LFP-MH半電池表現出優異的倍率能力（5 C時為110 mAh g^-1）和長期循環性能（1 C下1000次循環后為116.6 mAh g^-1），在60℃下循環150次后仍能保持100 mAh g^-1以上，并且在5 V高截止電壓下循環400次后，陰極材料沒有發生結構塌陷。此外，電池在循環100次后內阻也明顯下降?？傮w而言，這項研究為實現具有優異電化學性能和極端環境耐受性的LiFePO₄鋰離子電池取得了重大進展。

圖3 Li||LFP-MH電池性能

Ultra-Fine Nano-Mg(OH)2 Electrodeposited in Flexible Confined Space and its Enhancement of the Performance of LiFePO4 Lithium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202307215

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