近日，贵州大学材料与冶金学院贵州省高性能锂离子电池电极材料科技创新人才团队在超高镍三元正极材料研究方向取得重要进展，成果以《Architecting multifunctional self-assembled molecular interfaces for elevated moisture resistance and phase reversibility in ultra-high nickel cathodes》为题发表于《SCIENCE CHINA Chemistry》（IF=10.4，中科院一区TOP期刊）。该论文第一作者为2022级硕士研究生魏亚伟，通讯作者为戴新义教授。论文共同作者包括贵州大学吴复忠教授、中南大学王接喜教授和电子科技大学李晶泽教授等。
超高镍层状氧化物LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2（NCM）是高能量密度锂离子电池中极具应用前景的正极材料。然而，其循环稳定性较差、对湿气高度敏感，制约了其应用。为解决这一关键问题，团队研究开发了一种基于五氟苯基丙基三甲氧基硅烷（PFPPS）的自组装分子层，在NCM表面构建疏水层并通过与残留锂化合物的反应生成离子导体保护层。该策略通过简单的一步自组装，实现了去除表面残余锂、原位生成包覆层及表面疏水层的多重改性效果。结果表明，经PFPPS改性的超高镍NCM即使在空气中暴露7天，其放电比容量仍高达218.2 mAh g-1，远优于未改性样品的157.1 mAh g-1（0.2 C倍率）。本研究提出了一种高效且工艺简便的表面改性策略，为提升超高镍正极材料的环境稳定性和循环性能提供了新思路，对推动其广泛应用具有积极意义。
论文链接：https://doi.org/10.1007/s11426-024-2621-x
该工作得到了国家自然科学基金项目、贵州省科技重大专项等项目的资助。
图/文：魏亚伟
一审：陈朝轶
二审：王丽远
三审：刘 剑