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?廈大孫世剛/喬羽Angew：將過渡金屬注入Li2O基正極預鋰化劑中實現高能量密度和長壽命鋰離子電池

補償有限活性鋰（Li）的不可逆損失對于提高鋰離子電池的能量密度和循環壽命至關重要，尤其是在采用高容量但初始庫侖效率較低的候選正極之后。引入預鋰化劑可為這種補償提供額外的鋰源。

在此，廈門大學孫世剛，喬羽等人將微量Co（從過渡金屬氧化物中提取）精確植入Li₂O的Li位點，從而獲得了(Li_0.66Co_0.11O_0.23)₂O (CLO)正極預鋰化劑。鋰空位的協同形成和Co衍生催化作用有效地提高了 Li₂O 的固有電導率并削弱了Li-O相互作用，從而促進了其陰離子氧化為過氧/超氧物種和O₂，實現了 1642.7 mAh/g 的預鋰化容量（預鋰化劑約為 980 mAh/g）。

以 6.5 wt% CLO 為基礎的預鋰化劑與鈷酸鋰正極耦合后，CLO 中存儲的大量額外鋰源被有效釋放，以補償 SiO/C 負極的鋰消耗，從而實現了 270 Wh/kg 的軟包全電池容量，1000 次循環后容量保持率達 92%。

圖1. 結構表征

總之，該工作從NCM811和廢LCO電極材料的碎裂氧化物中提取TM源，實現了在Li₂O框架內特定鋰位點的有效植入，成功提高了陰離子氧化活性。因此，該工作證明TM植入策略的可行性和可持續性，強調了在電極材料結構框架內精確植入催化元素的關鍵作用。

因此，該工作涉及調整材料的能帶結構和加速結構演變的動態過程，為設計可充電電池（如鋰離子電池、納離子電池等）的功能電極材料提供了獨特的視角和寶貴的參考。

圖2. 電池性能

Implanting Transition Metal into Li2O-Based Cathode Prelithiation Agent for High-Energy-Density and Long-Life Li-Ion Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202316112

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