近日，材料科学与工程学院张云教授、尧猛副研究员团队在锂离子电池高压、高能量密度正极材料方面取得新进展，相关成果分别发表在著名学术期刊Angewandte Chemie，Chemical Engineering Journal上。这些工作为开发新型复合高压正极材料提供了新思路，对进一步提高锂离子电池能量密度具有重要意义，具体介绍如下：

锂离子电池富锂锰基正极材料的研究工作以“Semi-Metallic Superionic Layers Suppressing Voltage Fading of Li-Rich Layered Oxide Towards Superior-Stable Li-Ion Batteries”为题，发表在Angewandte Chemie上（中科院一区，川大A⁻期刊，影响因子16.6），四川大学为该论文第一通讯单位，第一作者是四川大学2021级硕士研究生王勤和尧猛副研究员，通讯作者为四川大学张云教授。

富锂层状氧化物（LRLOs）正极材料具有高的理论比容量（>300 mAh g^-1）以及高的理论能量密度（>900 Wh Kg^-1），为下一代高能锂离子电池注入了新的活力。然而，LRLOs初始库仑效率低、界面离子扩散能力差以及放电电压衰减快，严重阻碍了LRLOs的大规模实际应用。

针对以上问题，基于锂离子传输机制以及极化电子和氧的键合，四川大学张云教授、尧猛副研究员团队设计了一种简单的表面改性策略，使用草酸和草酸铌一步处理LRLOs，在材料表面建立半金属快离子导体层，有效抑制不可逆的氧释放，提升界面反应动力学，从而显著缓解材料在循环过程中的电压衰减问题。该工作首次报道了半金属结构用于LRLOs中抑制氧气释放。

在锂离子电池高镍三元正极材料方面，通过采用氧化剂Li₂O₂代替锂源LiOH·H₂O，使用一种新的煅烧方法制备了具有降低的氧空位和较低的Li⁺/Ni²⁺阳离子混合的LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂正极材料。在这项工作中，详细讨论了Li₂O₂在富镍材料煅烧阶段结构演变中的作用，相关成果发表以“A novel calcination method towards layered Ni-rich cathode with enhanced electrochemical performances and regulated oxygen vacancies”为题，发表在著名学术期刊Chemical Engineering Journal上（中科院一区，川大B刊，影响因子15.1）。四川大学为该论文第一通讯单位，第一作者是尧猛副研究员和四川大学2020级硕士研究生陶泽敏，通讯作者为四川大学张云教授。

上述研究工作得到国家重点研发计划（2021YFB2400202）、国家自然科学基金（51904193）、四川省科技计划（编号：2021YFG0283）和中央高校基本科研业务费等项目资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202309049

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723038214