南科大卢周广AEM: 葡聚糖硫酸锂粘结剂实现4.6V高压下稳定的LiCoO2正极

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南科大卢周广AEM: 葡聚糖硫酸锂粘结剂实现4.6V高压下稳定的LiCoO2正极
高压LiCoO2是5G时代超高能锂离子电池极具吸引力的正极材料。然而，LiCoO2的实际应用在很大程度上受到高压下不稳定结构的阻碍。
南科大卢周广AEM: 葡聚糖硫酸锂粘结剂实现4.6V高压下稳定的LiCoO2正极
在此，南方科技大学卢周广教授等人提出了一种新方法，通过用葡聚糖硫酸锂 (DSL) 代替传统的PVDF粘结剂在4.6 V下稳定LiCoO2循环。
电化学测试结果表明，基于DSL的LiCoO2电极可以在4.6 V下稳定循环，在0.1C时可逆容量大于200 mAh g-1，库仑效率接近100%，在0.5C时超过100次循环后容量保持率为93.4%。优异循环性能归因于DSL粘结剂在 LiCoO2表面原位形成均匀的涂层颗粒，从而有效抑制界面降解和电解液分解。
此外，DSL粘结剂通过提高Co-O键的稳定性，大大增强了LiCoO2在高压下的结构稳定性，进一步抑制了4.55 V以上时从O3相到H1-3相的有害相变。相比于传统PVDF粘结剂，更少剂量的DSL仅通过常见的共混方法就可以形成均匀的涂层。这项研究为开发高性能超高压LiCoO2正极提供了有效的策略。
南科大卢周广AEM: 葡聚糖硫酸锂粘结剂实现4.6V高压下稳定的LiCoO2正极
图1. PVDF和DSL粘结剂的不同粘结特性
南科大卢周广AEM: 葡聚糖硫酸锂粘结剂实现4.6V高压下稳定的LiCoO2正极
图2. PVDF-LCO和DSL-LCO电极的电化学表征
Dextran Sulfate Lithium as Versatile Binder to Stabilize High-Voltage LiCoO2 to 4.6 V, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101864

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