由于近年来对锂离子电池需求的不断上涨，针对低价高容量的锂离子电池正极材料的研究受到了广泛的关注。富锂锰基正极由于其极其低廉的价格与在高电压下极高的容量成为最有潜力的下一代锂离子电池正极材料之一。然而在烧结过程以及保存中，富锂锰基正极的表面通常会产生杂相， 比如碳酸锂，这会影响富锂锰基正极的容量以及锂离子迁移。因此，对富锂锰基正极的表面改性是十分必要的。

近期，伍斯特理工学院王岩课题组通过酸化与表面包覆相结合的方法对富锂锰基正极材料进行了表面改性，使其倍率性能和循环性能得到了显著提升。首先，低浓度的甲酸被用于去除富锂锰基正极表面的杂质，从而暴露出更多的活性表面。之后，尖晶石Li₄Mn₅O₁₂被用于包覆这些活性表面来抑制过渡金属离子和氧离子的迁移所导致的相变（从层状结构转变为尖晶石结构）以及正极与电解液在高压条件下的副{attr}3137{/attr}，从而提升富锂锰基正极材料的循环稳定性。经过表面改性后，富锂锰基正极在3C 的容量保持率提升了47%，同时在0.5C循环150次后, 其能量密度仍高达523Wh kg^-1并且容量保持率为89%。在对循环后的正极材料研究时可以发现包覆后的正极材料有更少的裂缝，这也印证了包覆对正极材料与电解液间副反应的抑制作用。同时，退火温度对包覆后样品的形貌和成分也有着显著的影响。当退火温度过高时，包覆材料中的锂离子和过渡金属离子会从表面扩散到内部的富锂锰基材料中，从而导致包覆失效。总之，本文介绍了一种便捷有效的表面改性方法， 这种方法不仅可以应用于富锂锰基正极材料，还可以应用于其他正极材料上。

论文信息：

Upgrading the Performance and Stability of Lithium, Manganese-Rich Layered Oxide Cathodes with Combined-Formic Acid and Spinel Coating Treatment

Panawan Vanaphuti, Luqman Azhari, Dr. Xiaotu Ma, Yangtao Liu, Jiahui Hou, Prof. Geoffrey A. Tompsett, Dr. Zhenzhen Yang, Prof. Yan Wang

Batteries＆Supercaps

DOI: 10.1002/batt.202100377