通过简单的浆料添加剂调整电极-电解液界面以实现稳定的高电压锂离子电池

作     者：黄奥羽 许君 黄玉 储圭 王卯 王黎丽 孙永奇 蒋臻 朱晓波 Aoyu Huang;Jun Xu;Yu Huang;Gui Chu;Mao Wang;Lili Wang;Yongqi Sun;Zhen Jiang;Xiaobo Zhu

作者机构：长沙理工大学材料科学与工程长沙410114 合肥大学先进电池关键材料与技术重点实验室安徽省锂离子动力与储能电池产业共性技术研究中心合肥230601 中南大学冶金与环境学院科技部清洁冶金国际联合研究中心长沙410114 School of MechanicalMaterialsMechatronic and Biomedical EngineeringUniversity of WollongongWollongongNSW2522 Australia 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2025年第41卷第4期

页      面：60-69页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52202210) 湖南省自然科学基金(2024JJ5024) 安徽省高校优秀青年人才支持计划(重点)项目(gxyqZD2021136)资助 

主　　题：LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4) 高电压 正极-电解质界面 浆料添加剂 过渡金属溶解 锂离子电池 

摘      要：5 V级LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)作为无钴正极材料,满足了对廉价高性能锂离子电池(LIBs)日益增长的需求。然而,由于高工作电位,LNMO在与商用电解液的界面上存在不稳定性问题。本文提出使用硅酸四乙酯作为LNMO正极浆料添加剂。这种简单的方法能够在电极制备过程中在正极表面原位形成乙氧基官能化的聚硅氧烷薄膜。它不仅有助于形成稳固的人工正极-电解液界面,还能清除氢氟酸(HF)以抑制有害的化学串扰影响。因此,与原始正极相比,优化后的LNMO正极在半电池中表现出显著提高的循环稳定性(1000次循环后容量保持率为84.6%vs.51.4%),在与商用石墨负极配对的全电池中也是如此(500次循环后保持率为83.3%vs.53.4%),并在50℃的高温测试环境下和软包电池中进一步得到验证,这一简单策略有望为开发下一代高性能锂离子电池铺平道路。