表面工程强化高电压动力学过程：高镍单晶正极材料的稳定性突破

本文推荐高镍单晶正极材料（LIBs）通过LiAlO2/Li3NbO4双涂层策略，有效抑制阳离子混排（cation mixing）、晶格畸变与微裂纹，在3.0-4.5V高电压下实现96.7%容量保持率（100周，1C），为锂离子电池高能量密度发展提供关键技术路径。

　　

Highlight

通过调控正极中Ni³⁺比例并构建有序Li⁺传输通道，改性正极表现出更低的阳离子混排和增强的离子传输动力学。在3.0-4.3V（93.2%，400周，1C）和3.0-4.5V（96.7%，100周，1C）电压范围内均展现出增强的循环稳定性。

Results and Discussion

采用SEM（扫描电子显微镜）和HRTEM（高分辨透射电镜）分析不同样品的形貌结构和内部晶体结构。如图1a和S1a所示，NCM60呈现光滑表面，粒径约2-3微米，Ni、Co、Mn和O元素均匀分布。颗粒内部观察到清晰的层状结构，层间距为0.487纳米（图1b），这是典型的（003）晶面间距。相比之下，改性样品表面出现均匀纳米涂层，有效隔离电解质侵蚀。

Conclusion

总之，在NCM60表面构建LiAlO₂/Li₃NbO₄双涂层实现了正极材料层状结构和电化学性能的双重优化。该策略降低材料内部阳离子混排，维持稳定层状结构，并促进Li⁺高速传输。当截止电压提升至4.5V时，涂层显著缓解晶格应力，抑制有害相变，为高电压应用提供关键界面保护。