青海盐湖所李武、张波AFM：电沉积超细纳米Mg(OH)2提升磷酸铁锂电池极端温度耐受性

磷酸铁锂（LFP）锂离子电池（LIBs）在全球范围内广泛应用于电子通信设备、电动汽车或混合动力汽车以及能源储存。然而，由于锂离子扩散速率及其在极端环境条件下的性能受到限制，其发展一直受阻。

图1 纳米MH的制备和表征

中国科学院青海盐湖研究所李武、张波等利用超细纳米Mg(OH)₂（MH）制备了一种复合正极材料, 以改善磷酸铁锂（LFP）锂离子电池的锂离子扩散和极端环境性能。具体而言，这项工作首先通过带电黄原胶聚合物分子在电场力作用下的转变和黄原胶网络的自组装，在阴极表面的局部区域设计了一个柔性密闭空间；然后，在局部柔性密闭空间内通过阴极电沉积制备出20纳米的纳米MH，并在重力作用下穿过黄原胶网络时进行原位表面改性。结果，LFP-MH显著改变了阴极电解质界面膜的密度和均匀性，并提高了电解液的亲和性。

图2 LFP和LFP-MH的电化学特性对比

因此，Li||LFP-MH半电池表现出优异的倍率能力（5 C时为110 mAh g^-1）和长期循环性能（1 C下1000次循环后为116.6 mAh g^-1），在60℃下循环150次后仍能保持100 mAh g^-1以上，并且在5 V高截止电压下循环400次后，阴极材料没有发生结构塌陷。此外，电池在循环100次后内阻也明显下降。总体而言，这项研究为实现具有优异电化学性能和极端环境耐受性的LiFePO₄锂离子电池取得了重大进展。

图3 Li||LFP-MH电池性能

Ultra-Fine Nano-Mg(OH)2 Electrodeposited in Flexible Confined Space and its Enhancement of the Performance of LiFePO4 Lithium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202307215

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青海盐湖所李武、张波AFM：电沉积超细纳米Mg(OH)2提升磷酸铁锂电池极端温度耐受性

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