中國(guó)粉體網(wǎng)訊  鋰電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)和電動(dòng)車,。層狀材料有著較高的比容量,，被作為動(dòng)力電池的正極材料應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外中高端電動(dòng)汽車上（如特斯拉電動(dòng)車），但隨著需求不斷的發(fā)展,，人們對(duì)其能量密度,、循環(huán)性能和倍率性能等方面的要求也越來(lái)越高。提升過(guò)渡金屬氧化物層狀正極材料各項(xiàng)電化學(xué)性能的方法多種多樣,，其中通過(guò)摻雜其他元素,，如Al、Ti等,，可以提升材料的循環(huán)性能和倍率性能,，滿足當(dāng)下對(duì)動(dòng)力電池快充和壽命方面的需求，因此成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn),。如何有效摻雜及摻雜后性能提升的機(jī)理尚未了解,，需要進(jìn)一步研究。

鋰電池層狀材料界面Ti梯度摻雜形成新型的界面重構(gòu)及提升電池性能

近日,，由北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授領(lǐng)導(dǎo)的清潔能源中心研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用中子衍射,、x-射線吸收譜（XPS）、高精度及原子尺度顯微鏡（HR-TEM及球差TEM）結(jié)合第一性原理量子化學(xué)計(jì)算，對(duì)鋰電池過(guò)渡金屬氧化物層狀材料界面Ti梯度摻雜形成新型的界面重構(gòu),、提升電池充放電速率和循環(huán)穩(wěn)定性及相關(guān)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,，該工作近日發(fā)表在能源材料領(lǐng)域知名期刊《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials，IF=24.884）上,。

潘鋒課題組通過(guò)自主創(chuàng)新的Ti梯度摻雜的方法,，在高鎳正極層狀材料LiNi_0.8Co_0.2O₂（NC82）的表面構(gòu)建了約6納米厚具有Ti-O結(jié)構(gòu)基元及Li/Ni反位的新型界面結(jié)構(gòu)。Ti-O強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合力使得在合成的過(guò)程中界面的氧原子穩(wěn)定性提高,，該重構(gòu)的界面能阻止材料與H₂O,、CO₂和電解液的反應(yīng)，在合成過(guò)程中抑制表面形成的雜相（如NiO類型的巖鹽相,、Li₂CO₃等），從而提升材料的電化學(xué)性能,，尤其是倍率性能和循環(huán)性能,。這種構(gòu)造表面層狀相的保護(hù)機(jī)制，能夠克服常規(guī)表面惰性包覆方式對(duì)電荷傳輸?shù)膿p害,，為基于高鎳材料自身表面化學(xué)特性調(diào)控,，獲得兼具高容量、高倍率,、高穩(wěn)定性的正極材料提供了新的手段,。

高精度電子顯微鏡HR-TEM和原子精度的球差電鏡圖像

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）

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