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高壓正極的商業化仍然是一個挑戰，因為這些材料在常用的有機電解液中不具有電化學穩定性。電極涂層已成為高壓正極商業化不可或缺的工具，迄今為止，電絕緣和離子導電表面涂層通常用于提高電池的電化學穩定性。

在此，比利時魯汶大學Louis L. De Taeye等人研究了氧化銦錫 (ITO) 作為LiMn₂O₄（LMO）薄膜電極上的涂層，該電極將在2.4 V以上（相對于Li⁺ /Li，遠高于電活性電位區域）循環。

作者通過使用LMO薄膜模型系統直接測量電解液分解動力學，并通過對電解液中活性材料、涂層材料和氧化還原物質的電子能帶結構的理論闡述進行解釋。作者發現絕緣材料而且高電子導電涂層如ITO都可以通過形成電子結來有效抑制電解液分解，同時保持離子和電子傳導。

圖1. 電極-電解液界面處的結形成

結的形成是專門為ITO涂層的LMO薄膜電極制定的，但可以推廣到任何材料和形態。除了精心設計的電子結對電化學穩定性的有益影響外，還可以利用高導電涂層通過創建分流導體來改善活性材料和集流體之間的接觸。

這項工作也證明了對電子導電氧化物涂層的進一步設計考慮：

1) 功函數應小于與溶液中相關氧化還原物質以抑制電解液氧化；

2) 涂層的寬度應足以形成一個完整的結（即它應該超過能帶彎曲中耗盡層的厚度；

3）厚度應該超過活性材料/涂層界面處耗盡層的寬度，以增強局部電子電導率。

圖2. 含ITO涂層和不含涂層的LMO電極的電化學性能

The Role Electronic Junctions in Artificial Interface Engineering: The Case for Indium Tin Oxide on LiMn₂O₄ Electrodes, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105180

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魯汶大學AFM: 以LMO電極上的ITO為例分析人工界面工程中電子結的作用

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