Ryu 等人（Nature Energy，2023 年）。
在过去的几十年里，工程师和材料科学家一直在努力开发越来越好的电池技术。 他们的努力旨在支持电子行业的需求，延长无数可充电设备、电动汽车和机器人系统的电池寿命。
富含镍 （Ni） 的层状材料通常用作电池中的阴极，因为它们具有可以提高电池能量密度的有利特性。 尽管如此，富镍阴极的容量会迅速恶化，因为材料的反应性会导致不良的副化学反应。
首尔汉阳大学的研究人员最近公布了一种新的策略，可以帮助提高这些阴极的性能，使它们能够在更长的时间内保持其容量。 这种策略在发表在《自然能源》杂志上的一篇文章中有所描述，涉及一个简单的洗涤过程，有助于从阴极中去除残留的锂化合物，同时还涂覆它们以减少不必要的反应。
锂离子电池中富镍层状阴极材料的不稳定性归因于其不稳定的表面反应性，“Hoon-Hee Ryu，Hyung-Woo Lim及其同事在他们的**中写道。 “这种反应性导致在阴极表面形成残留的锂杂质，并与电解质发生严重的副反应。 我们提出了一种使用共溶解水的洗涤工艺，以同时去除残留的锂，并在富镍层状阴极上形成保护涂层。
该团队最近工作的主要目标是确定一种有效的方法来克服富镍阴极的局限性，这反过来又有助于及时增加电池的使用寿命。 他们提出的策略需要用溶解在钴 （CO） 中的水溶液清洁阴极。
这种洗涤过程会与阴极外表面的残留锂发生反应，从而形成薄而均匀且富含钴的保护层。 形成的层消除了电池内部阴极和电解质之间的直接接触，从而防止了进一步的副反应和随之而来的阴极随时间推移的快速降解。
洗涤通过与残留的锂化合物反应诱导近表面结构的重建，从而防止电解质与富镍表面之间的直接接触，“Ryu，Lim及其同事解释说。 “在洗涤阴极上添加氟涂层会阻碍盐的分解，并防止副产物在电解质-阴极界面引发自催化副反应，从而抑制循环过程中的气体产生。 ”
RYU、Lim 及其合作者引入的洗涤和涂层策略在一系列初步实验中进行了测试。 结果表明，它成功地延长了富镍阴极的生命周期，而不影响其能量密度和安全性。
未来，这项最近的工作可用于为电动汽车和其他大型电子产品开发更安全、更耐用的电池。 此外，其他研究团队可以从他们的发现中汲取灵感，设计其他有前途的方法，以防止富镍阴极中常见的快速容量劣化。
更多信息：Hoon-Hee Ryu 等人，高性能锂离子电池富镍层状阴极的近表面重建，Nature Energy （2023）。 doi： 10.1038/s41560-023-01403-8.