富锂层状氧化物（LLOs）是一种引人注目的高性能锂离子电池（LIBs）正极材料。然而，LLO，特别是工业上适用的附聚的微米级球形球，仍然受到关键障碍的困扰，例如电压衰减快，容量保持能力差，低倍率容量以及较差的安全性，部分原因主要是正极产生的结构恶化和界面副反应。尽管表面改性可以有效地保护LLO免受结构破坏，但具有工业应用前景的可扩展性的晶粒表面结构的精细设计仍然具有挑战性。

近日，北京工业大学尉海军教授，加拿大西安大略大学孙学良教授报道了采用原子层沉积技术，在工业LLO(Li_1.13Mn_0.517Ni_0.256Co_0.097O₂)聚集球的颗粒表面构建了由均匀的LiTaO₃包覆层(≈3 nm)和尖晶石夹层结构(≈1 nm)组成的复合纳米结构。

文章要点

1）研究发现，表面复合纳米结构不仅提高了LLO的结构/界面稳定性，而且促进了Li+的扩散，从而显著提高了其循环稳定性、倍率性能、热稳定性和电压维持性。

2）实验结果显示，表面复合纳米结构对提高电化学性能具有重要作用。包覆10次ALD循环的LLO表现出每循环0.9 mV的小电压衰减率，在0.1 C下的可逆容量为272.8 mAh g⁻¹，在1C下200次循环后的容量保持率为85%。

这项工作为高性能锂离子电池正极材料颗粒表面复合纳米结构的设计提供了新的思路。

Errui Wang, et al, Composite Nanostructure Construction on the Grain Surface of Li-Rich Layered Oxides, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.201906070

https://doi.org/10.1002/adma.201906070