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天津到新疆危险品物流公司在新能源汽车、天津到新疆危险品物流公司3c 消费电子广泛应用的当下，锂离子电池能否“更长续航”直接影响消费者的购买意愿。

为此，科学家们对高电压正极材料进行持续探索，天津到新疆危险品物流公司以提升与续航能力息息相关的电池能量密度。在高电压条件下，层状氧化物正极面临一系列问题，例如晶格氧析出、电解液分解、过渡金属溶解等。

此前，研究人员往往采用纳米颗粒涂层或溶胶凝胶包覆等方法，天津到新疆危险品物流公司来稳定氧化物正极材料。但这些方法难以保证包覆的均匀性，且仅适用于部分氧化物正极材料。

不同于以往研究通常采用的“刷墙式”包覆手段，北京大学、天津到新疆危险品物流公司麻省理工学院、清华大学团队合作，天津到新疆危险品物流公司提出一种更加精准的“渗镧（lanthurization）”包覆策略，通过离子交换反应，在正极材料表面形成均匀的超薄钝化层，成功破解了高压氧化物正极中氧气析出的问题。

这种独特的包覆策略可使掺杂离子像水一样在晶格中进行微渗透，天津到新疆危险品物流公司进而形成仅有几纳米厚的钙钛矿膜，天津到新疆危险品物流公司不仅节省了材料，天津到新疆危险品物流公司而且不破坏材料原有结构特性。“渗镧”工艺大幅提升了析氧反应电位，改善了钴酸锂、高镍三元、无钴富锂锰基等正极材料的高电压稳定性。

值得关注的是，采用“渗镧”包覆策略，高镍三元在高达 4.8v（相对于 li /li）的高压下仍然可以稳定循环，天津到新疆危险品物流公司其高电压的比容量保持率是迄今报道中最高的。

采用“渗镧”包覆策略，钴酸锂正极表现出优异的电化学性能，天津到新疆危险品物流公司在半电池 4.6v、1c 倍率条件下，充放电循环 500 次后，天津到新疆危险品物流公司容量保持率达 79.8%；在高负载软包全电池 4.5v 条件下，充放电循环 500 次后，容量保持率达 84.4%。

进一步实验证明，“渗镧”工艺可显著提升电池续航能力，天津到新疆危险品物流公司可直接应用于几乎所有层状氧化物正极材料的量产制造，在新能源汽车、3c 消费电子、新型储能等众多领域具有广泛应用前景，彻底打通了正极材料商业化的“最后一公里”。

该论文审稿人、天津到新疆危险品物流公司国际锂电材料专家对该论文评价道：“作者开发了一种与传统表面掺杂和涂层方法截然不同的新工艺，可有效钝化锂电正极材料中高活性表面氧析出，从而实现高压服役。我相信这项研究结果将深刻启发电池领域研究人员，进一步丰富高电压服役正极材料的种类。”

天津到新疆危险品物流公司有效抑制材料中氧气的释放

此前，天津到新疆危险品物流公司科学家们发现升高电压能够显著提升正极材料的能量密度。天津到新疆危险品物流公司比如，为提升钴酸锂正极的体积能量密度，天津到新疆危险品物流公司将电压从 4.2v 提升至 4.6v，那么其能量密度便可提升 60%，达到 3700wh/l。但不可忽视的是，高电压会导致正极材料结构坍塌和性能退化。

从热力学计算可得出，天津到新疆危险品物流公司当钴酸锂正极材料的电压超过 4.1v，其中的氧分压将高于 1atm，伴随氧气析出现象，晶体结构受到破坏。

为避免氧气析出现象的发生，天津到新疆危险品物流公司目前业内通常采用体相掺杂、天津到新疆危险品物流公司表面包覆等手段，但效果并不理想。“渗镧”工艺提出了一种材料改性的全新策略，其核心创新是在原子结构层面对材料进行重构。

为更好地理解“渗镧”工艺的精巧设计，黄富强举例说：“当天气转凉时，天津到新疆危险品物流公司人们一般会通过多穿衣服来御寒，但厚重的棉袄并不舒适。于是，我们就想出了一种更为高效的办法开发出一种高科技面料，通过在衣服表面负载特殊的 ‘保护膜’，辅助皮肤快速保热。”

这层“保护膜”具有高电子电导、高锂离子电导、低氧离子电导、氧离子储存的特性。天津到新疆危险品物流公司它以离子交换反应为基础，实现了钙钛矿纳米层的均匀包覆。而这种外延的纳米级钙钛矿涂层的作用在于缓冲氧气生成，防止活性氧朝其表面迁移。

天津到新疆危险品物流公司这项研发面临的关键挑战是如何在镧（la）与锂（li）交换形成钙钛矿纳米包覆层后，天津到新疆危险品物流公司继续稳定地保持高电压下的高比容量。

为此，该团队通过大量实验批量筛选并精确调控不同元素，最终将纳米包覆层厚度控制在 2-3 纳米，天津到新疆危险品物流公司镧既不会扩散到里面去，也不会分解电极，极大提升了电池的安全性。

天津到新疆危险品物流公司该方法与金属中的“渗碳”工艺原理类似。研究人员选取了 la3 （三价镧离子，主要交换阳离子）和 ca2 （二价钙离子，次要交换阳离子），天津到新疆危险品物流公司对正极表面附近的 li 进行离子交换，从而形成注入的 la/ca 梯度。

天津到新疆危险品物流公司在研究过程中，该团队首次发现了一种新现象天津到新疆危险品物流公司：钙钛矿和钴酸锂在高温下居然不会发生化学反应相溶现象。

“我们据此推断，镧、钙形成的钙钛矿可作为储氧材料，相当于我们在水库上筑起一座大坝，形成一道天然