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提高層狀過渡金屬氧化物正極（NCM）中的鎳含量同時降低鈷含量是提高商用鋰離子電池的能量密度和成本競爭力的可行策略。然而，由于不可逆的界面相變和不可避免的裂紋形成，NCM正極的實際長循環遭受嚴重的容量衰減。

在此，中南大學鄭俊超教授等人采用原位改性策略通過互連單晶層狀 LiNi_0.6Co_0.1Mn_0.3O₂ (SC-NCM) 顆粒形成均勻且共形的鈉離子超導體（NASION）型Li_1.8Sc_0.8Ti_1.2(PO₄)₃ (LSTP)保護層。

LSTP表面改性有助于在正極和電解液之間構建堅固的正極-電解液間相（CEI）薄膜以防止對SC-NCM的腐蝕，力學穩定性可以改善惡劣條件下長循環引起的晶間裂紋。此外，LSTP導電改性層促進了正極顆粒之間的鋰離子傳輸，有效提高了倍率性能。

圖1. SC-NCM@LSTP-1%的合成、形態和元素分布示意圖

因此，LSTP修飾的SC-NCM在5 C的高放電倍率下具有144.3 mAh g^-1的高可逆容量，即使在4.6 V的超高充電電壓下運行500次循環后仍保持90.27% 的容量保持率。

此外，在軟包全電池中，石墨/LSTP改性的SC-NCM面積容量為5.44 mAh cm^-2，在1700次循環后仍保持89.6%的容量保持率。這項工作的主要發現突出了單晶富鎳NCM在高電壓運行（> 4.3 V）和實際面積容量負載（> 2.5 mAh cm^-2）下的高能量密度和優異循環穩定性的發展。

圖2. 軟包全電池在25 °C下的電化學表征

Surface Modification Engineering Enabling 4.6 V Single-Crystalline Ni-Rich Cathode with Superior Long-Term Cyclability, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202109421

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中南鄭俊超AFM：表面改性實現卓越長循環性能的4.6 V單晶富鎳正極

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