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?三單位AFM：將層狀正極與橄欖石混合，提高4.65V LiCoO2的穩(wěn)定性

高壓層狀正極固有的差結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性，隨著充電深度的增加會加劇，這嚴(yán)重威脅到電池的循環(huán)壽命和安全性。

圖1 材料表征

廈門大學(xué)喬羽、Xiaoxiao Kuai、中山大學(xué)孫洋、寧德新能源科技有限公司Chuan-Wei Wang等在不改變高壓層狀正極本身的情況下，引入了一種簡單而經(jīng)濟策略，制備了一種在4.65V電壓下具有優(yōu)異綜合性能（能量、功率、循環(huán)壽命和安全性）的橄欖石-LiCoO₂混合正極。具體而言，這項工作引入了10重量％的橄欖石LiFe_0.3Mn_0.7PO₄（比容量：120 mAh g^-1）作為層狀LiCoO₂（比容量：4.65 V時205 mAh g^-1）的”氧化還原活性結(jié)構(gòu)/熱穩(wěn)定劑”，實現(xiàn)了LFMP-LCO混合正極的780 Wh kg^-1（基于LFMP-LCO的重量）。LFMP-LCO的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性通過抑制O₂的釋放和相關(guān)的微結(jié)構(gòu)退化（形成電化學(xué)惰性尖晶石相）而得到增強，這要歸功于LFMP和LCO之間強大的界面相互作用。

此外，LFMP-LCO混合正極的熱穩(wěn)定性通過推遲熱失控的起始溫度而得到有效改善。并且，通過直接暴露高電子傳導(dǎo)率的LiCoO₂，進一步激發(fā)了LFMP在混合正極系統(tǒng)中的氧化還原活性，這得益于LFMP/LCO接觸界面的電子傳導(dǎo)性增強。

圖2 電化學(xué)性能研究

結(jié)果，LFMP-LCO混合正極在4.65V的高截止電壓和較高的循環(huán)溫度（55℃）下實現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)性能，200次循環(huán)后的容量保持率為83.8%，100次循環(huán)后為84.1%。配合石墨負(fù)極，LFMP-LCO軟包電池可達到250 Wh kg^-1，并在1000次循環(huán)后保持91.6%的容量保持率。LFMP-NCM混合正極在惡劣條件下的優(yōu)異電化學(xué)性能證實了這種簡單而經(jīng)濟的混合策略在異質(zhì)正極候選物上的可行性和普遍性。

圖3 原位電化學(xué)過程研究

Blending Layered Cathode with Olivine: An Economic Strategy for Enhancing the Structural and Thermal Stability of 4.65 V LiCoO2. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202304496

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