大阳城官网能源材料与电化学研究团队发现锂离子电池富镍正极自诱导腐蚀现象并阐明机制

近日，大阳城官网化学工程学院“辽宁省能源材料与电化学”重点实验室孙呈郭教授和安百钢教授围绕氟代锂盐对于富镍正极表面相腐蚀的研究工作取得突破性进展。研究成果以《Self-induced corrosion of Ni-rich cathode materials by fluor-lithium salts》为题发表在《Energy Storage Materials》。大阳城官网为第一通讯单位，2023级博士黄浩和2020级博士郑金刚为共同第一作者。该项目得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、辽宁省科技项目、辽宁省教育厅重点项目及辽宁省能源材料与电化学重点实验室的大力支持。

发展固态锂离子电池有望解决液态锂电池低能量密度和高可燃性问题。然而，固态锂离子电池正极颗粒之间的锂离子传输缓慢，并在电池充放电过程中出现锂离子匮乏区域。因此，在制备高活性材料负载量正极时，除了导电添加剂和粘合剂外，还经常添加一些固态电解质组分或锂盐来改善正极材料中的离子传输性能和电化学动力学。大阳城官网能源材料与电化学重点实验室团队在研究中意外观察到，在富镍正极材料中添加10-30 wt%的氟代锂盐会导致前几个循环中的放电容量损失，这与氟代锂盐对富镍正极的表面相腐蚀密切相关。在电压驱动下，富镍正极的镍离子可以作为金属催化位点诱导氟代锂盐中C-F键断裂。二其他金属离子（铁、钴和锰）无法对C-F键断裂产生相同的催化活性。一旦发生腐蚀，NCM811颗粒的表面将产生富含NiF2的腐蚀层，并且表面层状结构转变为岩盐相。

研发团队通过理论计算及对比实验，揭示了全固态锂金属电池中氟锂盐对富镍正极材料表面相的腐蚀行为，提出并证明了相应的腐蚀机制。该研究结果对合理制备高电压富镍正极和设计高性能的固态锂金属电池具有重要指导意义。（供稿单位：化工学院 图片来源：化工学院）

可视化氟代锂盐对富镍正极表面相腐蚀

氟代锂盐对于富镍正极腐蚀机理