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昆明理工大学与清华大学深圳国际研究生院合作,针对单晶超高镍三元正极材料在高能量密度锂离子电池中的应用难题,提出了一种创新的分子工程策略,成功解决了表面绝缘性残锂化合物的问题,显著提升了电池的循环稳定性,有望推动锂离子电池技术的进一步发展。

  记者2日从昆明理工大学获悉,该校王丁、段建国、王贤树等人联合清华大学深圳国际研究生院教授李宝华,针对单晶超高三元正极材料在高能量密度锂离子电池中的应用难题,提出了一种创新的分子工程策略,成功解决了表面绝缘性残锂化合物的问题,显著提升了电池的循环稳定性。这一突破标志着单晶超高镍三元正极材料领域研究取得了显著进展,有望推动锂离子电池技术的进一步发展。相关成果已发表于国际知名期刊《能源与环境科学》。

  单晶超高镍三元正极材料以其高能量密度著称,但表面易形成的绝缘性残锂化合物一直是影响其性能的关键因素。研究团队利用残锂化合物的碱性特征,巧妙地添加了2,5-噻吩二硼酸作为浆料添加剂,有效中和了超高镍单晶正极材料表面的残锂化合物。在后续的电化学反应中,正极表面形成了均匀稳定的正极电解液界面膜,这一膜层不仅提升了锂离子的扩散效率,还显著增强了机械强度,有效防止了正极颗粒的开裂和电解液的分解。

  实验结果显示,经过这种创新的分子工程处理后的单晶超高镍三元正极材料,即便在高电压或60℃的高温环境下,依然能够展现出卓越的循环稳定性和长寿性。该研究不仅提出了一种全新的分子工程方法,成功解决了高镍层状氧化物中残锂化合物和正极电解液界面膜的问题,还强调了界面设计在电池技术进步中的重要性,为锂离子电池的未来发展提供了极具潜力的新方向。

(文章来源:科技日报)