近日，江漢大學光電材料與技術學院電子信息專業碩士研究生姚嘉作為獨立第一作者，在國際頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》（IF=16.6）上發表題為《Scalable Precise Nanofilm Coating and Gradient Al Doping Enable Stable Battery Cycling of LiCoO2 at 4.7 V》的研究論文。論文指導老師為光電材料與技術學院李煜宇副教授、李兆槐博士和解明教授，江漢大學為第一通訊單位。
鈷酸鋰（LCO）正極材料因其高能量密度而被廣泛應用于便攜式設備和3C電子產品的鋰離子電池中。目前商用LCO的工作電壓最高僅為4.5 V，容量最高僅能達到185 mAh g-1，距離其理論比容量相差甚遠。提高LCO的充電截止電壓可以提升材料容量，進而提升其能量密度，對解決便攜式電子產品“電量焦慮”的問題具有重要意義。然而，在高充電截止電壓環境下，LCO的表面活性較高，與電解液的界面在電化學過程中更易發生嚴重的副反應，而且LCO在高截止電壓下發生嚴重的體相不可逆相變，導致高電壓下LCO的循環壽命大幅下降。
該研究通過基于粉末原子層沉積（ALD）的精準納膜包覆和摻雜（PNCD）技術，在商用LCO表面精準構筑了一種集合了超薄LiAlO2包覆層和Al元素梯度摻雜的新型多功能表面結構，此結構同時抑制LCO與電解液之間的副反應和體相不可逆相變，實現了LCO正極材料在4.7V高截止電壓下的電化學性能突破。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202407898
文：光電材料與技術學院
編輯：趙明
審核：江萱