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基于LiNi_xCo_yMn_1-xyO₂ (NCM) 正極材料的鋰離子電池 (LIB) 因其高能量密度、良好的倍率性能和相對較低的成本而被廣泛商業化。

然而，隨著Ni含量的增加，其循環穩定性急劇惡化，無法滿足商業應用的要求。人工正極-電解液-界面（CEI）是解決這個問題的一種很有前景的方法。

在此，香港科技大學邵敏華聯合美國阿貢實驗室Khalil Amine、徐桂良等人開發了一種新策略，通過使用異丙醇鋁 (AIP) 作為誘導劑，通過碳酸亞乙酯（EC）的原位聚合反應來制造堅固的CEI。

作者發了兩種方法將AIP引入LIB：作為電解液添加劑或電極添加劑。由于AIP中RO^–基團強大的親核性，它可以在Al³⁺的配合下誘導EC的配位聚合，導致在NCM811和鈷酸鋰（LCO）上形成強大的 CEI。

圖1. AIP誘導劑的工作機制

通過在商業電解液中添加1 wt% AIP，NCM811 ||Li電池在1 C倍率下200次循環后的容量保持率從80.8% 增加到97.8%，具有176 mA hg^-1的高度可逆容量。

當AIP用作制漿過程中電極的添加劑時，即使在4.6 V的高充電電壓下，LCO正極200次循環后的可逆容量仍為170 mAh g^-1，原位形成的CEI層可以防止正極開裂并減少不可逆相變。這項研究開辟了一條新途徑，并激發了更穩固的高壓正極材料CEI的合理設計。

圖2. 含AIP添加劑的LCO正極的電化學性能

Electrolytes Polymerization-Induced Cathode-Electrolyte-Interphase for High Voltage Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101956

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阿貢實驗室/港科大AEM：用于高壓鋰離子電池的電解液聚合誘導的人工CEI

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