高压LiCoO₂的开发是实现高体积能量密度锂离子电池的关键，但由于材料、结构和界面不稳定等问题，面临着巨大挑战。

有鉴于此，中科院物理所禹习谦研究员，谷林研究员，李泓研究员报道了一种在LiCoO₂表面构建具有适当锂导电性能的高压稳定层的方法。

文章要点

1）首先，研究人员采用机械混合的方法将纳米Li_1.5Al_0.5Ti_1.5(PO₄)₃（LATP）微粒包覆在微米级的LiCoO₂颗粒上，制备了LATP纳米颗粒。然后，通过高温退火，LATP与LiCoO₂反应，使LiCoO₂表面转变为尖晶石Co₃O₄相，同时形成其他尖晶石相（CoAl₂O₄和Co₂TiO₄）和Li₃PO₄。

2）LATP的预涂薄层的热退火能够形成高质量的表面层。尖晶石相具有高压稳定结构，晶格氧的氧化能力比层状结构弱得多。因此，原位生成的尖晶石相可以抑制电极/电解质副反应，稳定LiCoO₂表面。LATP和新形成的Li₃PO₄都是锂离子导体，在高压下具有很高的化学稳定性。此外，良好控制的机械混合和随后的热退火工艺确保了薄的、均匀的和共形的表面层的工程设计。所有这些因素都大大提高了LiCoO₂在高压下的循环稳定性。

3）用2 wt%LATP对LiCoO₂进行表面改性后，在室温和45 ℃下均表现出优良的4.6 V高压循环和倍率性能，热稳定性也有所提高。

Yi Wang, et al, An In Situ Formed Surface Coating Layer Enabling LiCoO₂ with Stable 4.6 V High-Voltage Cycle Performances, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001413

https://doi.org/10.1002/aenm.202001413