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随“双碳”目标的不断落实和推进，电动汽车、风光储等新能源产业逐渐成为当下的研究热点。锂离子电池一直是应用最广泛的储能器件，提高电池的能量密度，是目前锂电发展的主要方向之一，正极材料的结构与组成是影响电池能量密度的重要因素。

　　中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员武建飞带领的先进储能材料与技术研究组，布局多种锂电正极材料体系，深耕高镍三元、富锂锰基等核心高能量密度正极材料的研发，近年来取得了一系列突破性进展。

　　在高镍三元LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）正极材料方面，研究团队巧妙设计，通过由内而外修饰方法成功开发出一种氧化铝包覆的镁掺杂NCA（Al2O3@Mg/NCA）体系。以该方式构建的NCA材料具有稳定的内部结构，通过抑制材料内部相变和阳离子掺杂，在抑制副反应发生的同时实现了体系内部快速的电子传输。在1C的倍率下，电池历经250次循环，容量仍能保持在95%以上。该工作为NCA材料的商业化奠定了相关基础，也为动力电池正极材料的设计与改性提供了新的发展思路。富锂锰基正极材料因其高比容量、高能量密度、低成本等优点，非常适合用于新一代高能量密度锂离子动力电池。但是其材料自身低首效、循环及倍率性能差、电压衰降严重的本征缺陷，以及缺乏相匹配高压电解液等问题制约了商业化应用和发展。研究团队独辟蹊径，通过电解液一步法原位改性，成功开发出一种全性能富锂锰基电池体系相关研究，结果发表在《应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）。通过SEM/TEM/XPS/ICP-AES等一系列测试，证实在正负极表面原位包覆形成了含氟的坚固致密CEI保护膜，既稳定了正极材料结构，又抑制了电解液分解对正极材料造成的腐蚀，有效减少了金属离子的溶出，从而大幅提升富锂锰基正极材料的综合电化学性能。改性后的富锂正极材料首次放电比容量达到300mAh·g-1，在0.5C倍率下经过500次充放电循环后容量保持率高达88%。同时，电池循环过程中的电压衰降也得到很好的改善。

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