大规模制备氧化铝均匀包覆的富锂锰基正极材料用于锂离子电池

摘要

因其高容量、高电压和低成本的特点,富锂锰基氧化物(LMR)作为锂离子电池(LIB)正极材料具有广阔的应用前景.然而,其较低的首次库仑效率(ICE)和不稳定的电极/电解质界面,使电池阻抗较高和电压衰减较快,从而导致电池出现较快的容量损失并引发安全问题.在这项工作中,我们通过微乳液法在LMR正极材料表面均匀涂覆一层氧化铝(Al2O3),以稳定其界面性质.这种基于微乳液的包覆方法环境友好、成本低,并且可以大规模应用.厚度为8 nm的Al2O3包覆层可有效稳定LMR电极/电解质界面(ICE提高至82.0%,并在200圈循环内有效稳定电池阻抗).此外,对LMR界面的改性抑制了材料从层状到尖晶石的相变(200圈循环后放电中值电压保持率为96.3%),并且提升了材料的热稳定性(热量释放减少了72.4%).总之,这项研究为解决锂离子电池正极材料的界面问题开辟了一条新途径.