富锂层状氧化物在提供过渡金属阳离子氧化还原和可逆氧-阴离子氧化还原的同时，为锂离子电池提供了可观的容量，因而引起了人们的广泛关注。然而，不受调控的不可逆氧-阴离子氧化还原会导致电压衰减和析氧等关键问题。

近日，澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授，广西师范大学王红强教授，黄冈师范学院胡思江副教授报道了一种可行的NiFe₂O₄（NFO）表面包覆策略，将表面氧的非键配位转变为金属−氧去配位。

文章要点

1）研究发现，表面单形M−O（M=MO₆八面体中的Ni、Co、Mn）和N−O（NO₆八面体中的Ni，Fe）键被重构为M−O−N键。通过operando技术和非原位技术的表征结果，研究人员发现这种异质界面在电化学循环过程中捕获了表面晶格氧，并抑制了富锂层状氧化物中的阳离子迁移。因此，表面晶格氧行为得到了显著的保持。更有趣的是，研究人员直接观察到表面氧氧化还原与阳离子迁移的解耦。此外，NFO涂层抑制了电解质分解产生HF，从而减少了Mn的溶解。

2）与纯富锂层状氧化物相比，这种具有NFO涂层的富锂层状氧化物获得了更高的循环稳定性（200次循环后1 C下达到了91.8%）和更高的倍率性能（1C下的容量为109.4 mg⁻¹）。

研究工作为利用氧的氧化还原化学设计电极材料提供了一种有效途径。

参考文献

Jiming Peng et al, Phase Compatible NiFe₂O₄ Coating Tunes Oxygen Redox in Li-Rich Layered Oxide, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c02023

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02023