华中农业大学研招网，华中农业大学研招网官网
层状富镍锂过渡金属氧化物因其高比容量而成为有前景的电池正极，但由于二次颗粒的晶间裂纹导致其循环稳定性差，限制了其实际应用。表面工程是提高正极循环稳定性的有效策略，但大多数报道的表面涂层不能适应正极的动态体积变化。
鉴于此，华中农业大学曹菲菲教授、叶欢副研究员在LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2上构建了一个自适应聚合物（聚轮烷-共聚丙烯酸）界面层。具有滑环结构的聚合物层具有很高的韧性，可以承受颗粒体积变化引起的应力，从而可以防止颗粒开裂。此外，滑环聚合物作为一种物理化学屏障，可抑制表面副反应并减轻过渡金属离子的溶解，从而确保稳定的循环性能。因此，在容易发生裂纹的情况下，特别是在高倍率、高电压（4.7V）和高温（55℃）条件下，所制备的正极显示出显著改善的长期循环稳定性。
文章要点：
1. 这项工作展示了一种自适应和高弹性的聚轮烷-共聚丙烯酸（PR-co-PAA）聚合物作为NCM622正极的保护层。PR-co-PAA由穿在聚乙二醇（PEG）链上的α-环糊精（α-CD）环组成，α-CD环通过酯键与PAA共价交联。
2. 由于源于α-CD分子沿PEG链运动的高韧性和良好的自愈能力，PR-co-PAA聚合物缓解了内部应力并减轻了巨大的体积变化，这些都有助于抑制正极颗粒内部微裂缝的形成。
3. PR-co-PAA涂层还起到了保护层的作用，将NCM颗粒与液态电解液隔离开来，从而抑制了严重的界面副反应，缓解了过渡金属的溶解。
4. 受益于保护性涂层的协同效应，改性的NCM622正极的结构稳定性和循环性能都得到了改善，即使在苛刻的条件下，如高倍率、高截止电压（4.7V）和高温（55℃），也表现出优异的循环稳定性和容量保持性。
图1 PR-co-PAA对NCM正极的多功能保护示意图
图2 原始NCM和NCM@PR-co-PAA的形态和结构表征
图3 NCM和NCM@PR-co-PAA的电化学性能和循环后的结构表征
图4 正极-电解质界面反应和过渡金属离子溶解分析
图5 高压条件下的电化学性能
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204835
来源：高分子科学前沿
声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
华中农业大学研招网(华中农业大学研招网官网)
未经允许不得转载：考研培训网 » 华中农业大学研招网(华中农业大学研招网官网)
