据外媒报道，浦项科技大学（POSTECH）研究小组开发出新策略来提高富锂层状氧化物（LLO）材料的耐久性，该材料是锂离子电池（LIB）的下一代阴极材料。这一突破显著延长了电池寿命，相关论文发表在期刊《Energy & Environmental Science》。

图片来源：浦项科技大学

锂离子电池在电动汽车和储能系统（ESS）等应用中不可或缺。富锂层状氧化物（LLO）材料通过降低镍和钴含量同时增加锂和锰含量，比传统的镍基阴极提供高达20%的能量密度。作为一种更经济、更可持续的替代品，LLO引起了广泛关注。然而，充放电循环过程中的容量衰减和电压衰减等挑战阻碍了其商业可行性。

虽然之前的研究已经确定了循环过程中阴极的结构变化是导致这些问题的原因，但不稳定性的确切原因仍不清楚。此外，现有的旨在增强LLO结构稳定性的策略未能解决根本原因，阻碍了商业化。

POSTECH团队专注于氧气释放在充放电过程中破坏LLO结构的关键作用。研究人员们假设，提高阴极和电解质之间界面的化学稳定性可以防止氧气释放。基于这个想法，他们通过改进电解质成分来增强阴极-电解质界面，从而显著减少氧气排放。

研究团队的增强型电解质即使在700次充电放电循环后仍保持了令人印象深刻的84.3%的能量保持率，这比传统电解质有了显著改善，传统电解质在300次循环后仅实现平均37.1%的能量保持率。

研究还表明，LLO材料表面的结构变化对材料的整体稳定性有重大影响。通过解决这些变化，该团队能够显着提高阴极的寿命和性能，同时最大限度地减少电池内部电解质分解等不良反应。

Jihyun Hong教授评论道：“利用同步辐射，我们能够分析阴极颗粒表面和内部的化学和结构差异。这表明阴极表面的稳定性对于材料的整体结构完整性及其性能至关重要。我们相信这项研究将为开发下一代阴极材料提供新的方向。”