正极-电解质界面(CEI)对于电池中的高电压正极的循环稳定性至关重要，但是有关其形成机制和性质的研究仍然较少。近日，南开大学Fangyi Cheng和陈军院士等通过调控CEI膜组分实现了高压钴酸锂正极的稳定工作。

文章要点

1）研究人员发现CEI膜的形成主要受到正极材料表面内亥姆霍兹层（IHL）中的丰富的物种影响并可以在材料的观点上进行调控。由于IHL中存在着丰富的溶剂分子，因此CEI膜常常由溶剂衍生的有机物（如低聚物和烷基氧化锂等）构成。相反，如果IHL中存在着阴离子（如PF₆^-）的富集，那么阴离子分解衍生出的富含LiF的无机CEI层将会形成。

2）研究人员从上述CEI膜的形成机制出发，以LiCoO₂正极作为示例，发现IHL中的富集物种与材料表面的反应活性密切相关。随着钴酸锂正极脱锂过程的深入，其IHL中的主导物种由PF₆^-转变为EC分子，从而在长期循环中形成动态变化的有机组分的CEI膜。作为对比，研究人员将钴酸锂正极表面进行尖晶石相Li₄Mn₅O₁₂的包覆后，由于尖晶石相与PF₆^-的相互作用比EC强，因此IHL中形成PF₆^-主导的物种分布。进而，CEI膜中富含无机物LiF，即便在高达500℃的高温下也可以保持CEI膜的机械完整性。

参考文献

Junxiang Liu et al, Tuning  Interphase  Chemistry  to  Stabilize  High-Voltage  LiCoO2Cathode Material via Spinel Coating, Angewandte Chemie, 2022

DOI: 10.1002/anie.202207000

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207000