以下文章来源于中科院上海硅酸盐所 ，作者中科院上硅所
电动汽车和3C电子产品续航能力的提升取决于锂离子电池能量密度。锂离子电池正极材料是决定器件能量密度的核心关键。过渡金属层状氧化物（如钴酸锂和镍钴锰三元材料）是被广泛应用的锂离子电池正极材料，具有极高的理论比容量。然而，该类材料的实际容量仅为理论容量的50% - 65%，核心瓶颈在于上限电压低（4.2 V）无法完全释放其储能潜力。通过提升层状氧化物正极的上限电压以实现材料比容量的提升是储能领域的研究热点，然而高电压下层状氧化物正极面临晶体结构破坏、电解液过度分解、晶格氧氧化析出和过渡金属溶解等问题，可导致电池性能快速衰减甚至产生燃爆等安全问题。
近年来，中国科学院上海硅酸盐研究所先进材料与新能源应用研究团队针对高电压下层状氧化物正极的晶体结构稳定性、表界面稳定性和低温性能不足等问题，发展出了浅表层梯度掺杂和可控表界面均匀包覆等策略，实现了高电压下层状氧化物正极的高循环稳定、高比容量、高倍率和优异低温性能，取得系列进展，支撑了融合高比能电池器件性能实现突破。
相关文章链接：
Nat. Energy 2023. (https://doi.org/10.1038/s41560-022-01179-3); ACS Energy Lett. 2023 (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c02434); Chem. Eng. J. 2022. (https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135227)；ACS Appl. Mater. Interfaces 2022. (https://doi.org/10.1021/acsami.2c02818); Dalton Trans. 2022. (https://doi.org/10.1039/D2DT01296K)。
![上海硅酸盐所在高电压层状正极研究中取得系列进展]( "上海硅酸盐所在高电压层状正极研究中取得系列进展")
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改性高镍三元正极的制备、形貌与电化学性能
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“渗镧”LiCoO2正极的电化学性能及首次充电过程中的产气表征
此外，“渗镧”制备方法还具有优异的普适性，简单优化后即可实现高电压钴酸锂、高镍三元、无钴富锂锰基等各类锂电池正极材料的规模制备，破解了部分正极材料难以产业化的长期难题，在新能源汽车、消费电子、新型储能等领域具有重要应用前景，可大幅提升电池续航能力。
上述工作主要由上海硅酸盐所董武杰博士与黄富强研究员与北京大学、清华大学和麻省理工学院等单位合作完成，并得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金和中国科学院前沿科学重点研究计划的支持。