新材料學(xué)院發(fā)表鋰電池界面結(jié)構(gòu)化學(xué)研究總結(jié)的教程類綜述（TUTORIAL REVIEW）
??? 新材料學(xué)院2020年10月12日訊，我院潘鋒教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表鋰電池界面結(jié)構(gòu)化學(xué)研究總結(jié)的教程類綜述（TUTORIAL REVIEW）。
? ? 正極材料是提高鋰離子電池能力密度和安全性能的關(guān)鍵。在大量被報(bào)道的鋰離子電池正極材料中，橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰（LiFePO4），尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰（LiMn2O4）和層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物（LiMO2，M=Mn或/和Co或/和Ni）廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備，電動(dòng)交通工具以及大規(guī)模儲(chǔ)能等領(lǐng)域。這些產(chǎn)業(yè)正在應(yīng)用正極材料都是通過結(jié)構(gòu)基元（例如LiO6、MO6八面體）的有序排列得到的，因此材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)于材料的性能有著決定性的影響。因此，正極材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)聯(lián)是近年來研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。值得注意的是，表面相較于體相所占的比例較低，因而其化學(xué)/電化學(xué)信息常常被體相信息所掩蓋。然而，作為電荷交換發(fā)生的區(qū)域，材料的表/界面結(jié)構(gòu)對(duì)于電池性能有著不可忽視的作用。
? ? 北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒課題組近年來的從界面結(jié)構(gòu)化學(xué)的角度及相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)方法系統(tǒng)研究了產(chǎn)業(yè)正在應(yīng)用的四種正極材料表/界面的結(jié)構(gòu)及重構(gòu)模式，取得了重要進(jìn)展，發(fā)表了幾十篇界面結(jié)構(gòu)與性能的機(jī)理文章，并對(duì)這些工作進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，近期在國際化學(xué)和材料領(lǐng)域知名綜述期刊Chemical Society Reviews上發(fā)表了題為“Harnessing Surface Structure to Enable High-Performance Cathode Materials for Lithium-ion Batteries”的教程類綜述性（發(fā)表TUTORIAL REVIEW））文章（Chemical Society Reviews, 2020, 49, 4667 – 4680，影響因子=42.8）。
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圖1 四種正極材料的結(jié)構(gòu)基元和鏈接
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? ? 文章系統(tǒng)介紹了幾種不同類型的界面重構(gòu)對(duì)于鋰離子電池正極材料性能的影響，從表面改性提高容量發(fā)揮、重構(gòu)固-液界面、表面去極化以及表面保護(hù)這四個(gè)方面闡述了表/界面的結(jié)構(gòu)與正極材料性能之間存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，展示了不同表面結(jié)構(gòu)是如何提高材料容量發(fā)揮，材料的離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率以及界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。并在原子尺度上解釋了鋰離子如何在表面擴(kuò)散，為什么表面結(jié)構(gòu)對(duì)材料由如此關(guān)鍵的影響，如何設(shè)計(jì)優(yōu)良的界面等問題，最后還對(duì)正極材料的現(xiàn)有成果進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行了與展望。
圖2 各種不同類型的界面重構(gòu)對(duì)于材料性能的影響
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? ? 這項(xiàng)工作由潘鋒教授指導(dǎo)完成，第一作者是楊盧奕博士。該工作得到國家材料基因工程重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)等項(xiàng)目的大力支持。
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鏈接：https://DOI:10.1039/d0cs00137f
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