由于严重的结构不稳定性和界面副反应，理论容量高达274 mAh g^–1的LiCoO₂ （LCO）即使在4.6 V的上限截止电压下也很少能达到高实际容量。

近日，国家纳米科学中心褚卫国教授，Hanfu Wang以含硫化合物的膨胀石墨(EG)为模板，提出了一种合成过程中气-固原位改性的策略来提高LCO的性能。

文章要点

1）由EG原位产生的SO₂气体使得能够共涂覆连贯的尖晶石Li_xCo₂O₄和Li₂SO₄，并且通过高价硫与前体的反应主要在近表面区域中痕量掺杂高价硫。改性后的LCO具有良好的结构可逆性、界面稳定性、轻微的Co²⁺溶解、高的Li⁺扩散系数和低的O 2p带顶。

2）实验结果显示，改性后的LCO具有显著提高的高电压性能，在0.1和20 C下分别为222和143 mAh g^-1，对于2.8和4.6 V之间的LCO/Li半电池，在1 C下100次循环后容量保持率为88%，对于LCO/石墨全电池，在1 C下，达到了202 mAh g^-1，在2.8和4.5 V之间1000次循环后容量保持率为87%。

这项研究为电极材料的性能改进提供了一种独特、简单和可扩展的策略。

参考文献

Xinghua Tan, et al, Simultaneous Near-Surface Trace Doping and Surface Modifications by Gas–Solid Reactions during One-Pot Synthesis Enable Stable High-Voltage Performance of LiCoO₂, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200008

https://doi.org/10.1002/aenm.202200008