福师大/兰卡AFM: 控制Li4Ti5O12薄膜负极中的界面还原动力学，抑制电化学振荡

了解钛酸锂 (LTO) 等相分离材料中表面装饰效应的基本原理对于优化锂离子电池 (LIB) 性能非常重要。尽管如此，还没有详细研究表面涂层对LTO负极相分离行为的影响，LTO 在锂化/脱锂过程中存在缓慢的两相转变动力学。

在此，福建师范大学黄志高教授、李加新副教授、张健敏副教授以及英国兰卡斯特大学Oleg V. Kolosov等人构建了带有和不带有Al-ZnO (AZO)纳米涂层的 LTO薄膜电极作为实验模型，以研究性能改进的潜在机制。

动态现场原位（operando）剪切力调制光谱首次用于观察电极表面固体电解质界面 (SEI) 形成的纳米级动力学，证实AZO涂层被电化学转化为坚硬、均匀的SEI层，保护电极表面不被电解质分解，从而显著提高电池的循环稳定性和倍率性能。

图1. 裸LTO和各种AZO-LTO薄膜电极的电化学性能

该AZO层及其合成的人造SEI层具有更高的锂离子传输速率，可以减少表面成核的障碍，并在Li₄Ti₅O₁₂ ⇄ Li₇Ti₅O₁₂相分离过程中促进锂离子的快速重新分布，抑制了LTO电极中的电化学震荡（集体相分离行为），导致恒电流曲线中的电压振荡消失。

这项研究表明适当的表面改性不仅可以调节表面电导率和还原能力，还可以大大改善LTO电极的相变动力学。

图2. 原位SFMM测量结果

Controlling Interfacial Reduction Kinetics and Suppressing Electrochemical Oscillations in Li₄Ti₅O₁₂ Thin-Film Anodes, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105354

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福师大/兰卡AFM: 控制Li4Ti5O12薄膜负极中的界面还原动力学，抑制电化学振荡

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