厦大孙世刚/乔羽Angew：将过渡金属注入Li2O基正极预锂化剂中实现高能量密度和长寿命锂离子电池

补偿有限活性锂（Li）的不可逆损失对于提高锂离子电池的能量密度和循环寿命至关重要，尤其是在采用高容量但初始库仑效率较低的候选正极之后。引入预锂化剂可为这种补偿提供额外的锂源。

在此，厦门大学孙世刚，乔羽等人将微量Co（从过渡金属氧化物中提取）精确植入Li₂O的Li位点，从而获得了(Li_0.66Co_0.11O_0.23)₂O (CLO)正极预锂化剂。锂空位的协同形成和Co衍生催化作用有效地提高了 Li₂O 的固有电导率并削弱了Li-O相互作用，从而促进了其阴离子氧化为过氧/超氧物种和O₂，实现了 1642.7 mAh/g 的预锂化容量（预锂化剂约为 980 mAh/g）。

以 6.5 wt% CLO 为基础的预锂化剂与钴酸锂正极耦合后，CLO 中存储的大量额外锂源被有效释放，以补偿 SiO/C 负极的锂消耗，从而实现了 270 Wh/kg 的软包全电池容量，1000 次循环后容量保持率达 92%。

图1. 结构表征

总之，该工作从NCM811和废LCO电极材料的碎裂氧化物中提取TM源，实现了在Li₂O框架内特定锂位点的有效植入，成功提高了阴离子氧化活性。因此，该工作证明TM植入策略的可行性和可持续性，强调了在电极材料结构框架内精确植入催化元素的关键作用。

因此，该工作涉及调整材料的能带结构和加速结构演变的动态过程，为设计可充电电池（如锂离子电池、纳离子电池等）的功能电极材料提供了独特的视角和宝贵的参考。

图2. 电池性能

Implanting Transition Metal into Li2O-Based Cathode Prelithiation Agent for High-Energy-Density and Long-Life Li-Ion Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202316112

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