JEC.|杜菲教授团队在全固态锂离子电池研究方面取得重要进展

    近日，吉林大学物理学院新型电池物理与技术教育部重点实验室杜菲教授团队在全固态锂离子电池研究方面取得重要进展，相关成果以“Construction of high chemical and electrochemical compatible interface of Li-rich Mn-based cathode for all-solid-state lithium batteries”为题发表在储能领域国际著名期刊《Journal of Energy Chemistry》上。 

 在全固态电池中，正极活性材料和固态电解质颗粒间严重的副反应限制界面处离子、电子的传输过程，制约了全固态电池的发展。因此，重构化学、电化学兼容界面提升界面稳定性是当前亟待解决的关键科学问题。

 本工作中，杜菲教授研究团队联合气固界面反应与表面包覆双重策略对富锂锰基正极材Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂进行表面修饰。气固界面反应通过在富锂锰基正极材料中引入尖晶石相以及氧空位提高了晶格氧的稳定性，避免了电化学过程中活性材料晶格氧“溢出”诱发的副反应；包覆层Li₃BO₃可以避免Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂与Li₃InCl₆直接接触，防止Li₃InCl₆在电化学稳定窗口外发生电化学分解。经过双重修饰后，正极界面的化学、电化学稳定性明显提升，富锂锰基正极材料在0.1 C的电流密度下放电比容量达到227.9 mA h g^-1。即使在16 mg cm^-2的高活性材料面载量时，依旧可以提供213.7 mA h g^-1的可逆比容，全固态电池面密度达到3.44 mA h cm^-2。这项研究为富锂锰基全固态电池正极界面设计提供了一种前景广阔的策略。