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　　近日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強(qiáng)等在ACS Energy Letters上發(fā)表題為Superwettable high-voltage LiCoO2 for low-temperature lithium ion batteries的研究論文。該研究基于改善低溫下電極-電解液界面相容性提升電池低溫性能的指導(dǎo)思想設(shè)計(jì)制備了淺表層Zr摻雜和表面Li2Zr(PO4)2納米顆粒散布的高微觀粗糙度的按摩球狀LiCoO2正極材料。通過研究微觀粗糙度與電解液-電極材料浸潤(rùn)性的關(guān)系，以及不同LiCoO2正極在不同溫度和電壓下的電化學(xué)性能，研究人員研制出兼具優(yōu)異的高電壓和低溫性能的改性LiCoO2正極。在使用常規(guī)商用電解液情況下，即使在-25℃環(huán)境溫度和4.6 V下，改性LiCoO2正極仍表現(xiàn)出200 mAh g–1的可逆充放電容量、優(yōu)異的倍率性能（137 mAh g–1@5 C）、高循環(huán)穩(wěn)定性（94%@100圈）和庫(kù)倫效率（99.9%）。此外，該研究分析了低溫下LiCoO2正極表面和體相的演化過程，闡明了改性LiCoO2正極優(yōu)異性能的內(nèi)在機(jī)理。

　　研究人員通過軟化學(xué)方法制備了一種獨(dú)特的磷酸鋯鋰寡聚體膠體并將其與商用鈷酸鋰材料復(fù)合后煅燒，最終獲得了顆粒淺表層Zr摻雜和表面鋰離子導(dǎo)體Li2Zr(PO4)2納米顆粒散布的高微觀粗糙度的按摩球狀LiCoO2正極材料，證明其對(duì)電解液具有超浸潤(rùn)性。電化學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在-25 ℃和4.6 V截止電壓測(cè)試條件下，LZPO-LCO半電池相比于參比樣品表現(xiàn)出更小的充放電極化電壓、更高的可逆容量和平均庫(kù)倫效率以及更好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，遠(yuǎn)優(yōu)于已報(bào)道的改性層狀、尖晶石和橄欖石型正極材料的低溫性能。此外，研究人員利用LZPO-LCO正極、硬碳負(fù)極和商用碳酸酯電解液組裝了全電池，-25℃低溫充放電循環(huán)200圈后仍能保持92%的容量。系統(tǒng)性的機(jī)理研究表明，改性的LZPO-LCO正極在低溫下對(duì)電解液具有更好的浸潤(rùn)性并在循環(huán)過程中生成了更好的正極-固態(tài)電解質(zhì)界面（CEI）層，Zr摻雜還具有錨定晶格氧抑制氧化析出的作用，最終實(shí)現(xiàn)了高電壓下優(yōu)異的低溫性能。

　　相關(guān)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和上海市自然科學(xué)基金的支持。

LZPO-LCO的微觀形貌、元素分布及原子相表征

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