富锂锰基氧化物（LRMO）具有低成本、高可逆容量（>250 mAh/g）等优点，被业界认为是下一代锂离子电池中极具吸引力的正极材料。然而，LRMO较差的循环性能与快速的电压衰减等问题严重阻碍了其规模化应用。
　　近期，武汉大学曹余良教授和先进储能材料国家工程研究中心钟发平等人利用聚丙烯酸（PAA）作为粘结剂制备了富锂正极电极，并在制备过程中实现了对该活性材料的表面修饰。其中，PAA的羧基与LRMO的表面复合形成均匀致密的包覆层，此外二者之间的H⁺/Li⁺离子交换也促使LRMO表面部分质子化。上述两种效果合力抑制了电解液对LRMO的侵蚀，并减少了循环过程中过渡金属离子的溶出与迁移，稳固了LRMO的晶体结构。该项研究成果发表在Advanced Energy Materials (2020, 10(15): 1904264)，题为"Suppressing Voltage Fading of Li‐Rich Oxide Cathode via Building a Well‐Protected and Partially‐Protonated Surface by Polyacrylic Acid Binder for Cycle‐Stable Li‐Ion Batteries"。

图1. PAA对LRMO界面调控及保护的示意图
（图片来源：Advanced Energy Materials 2020, 10(15): 1904264 ）

　　该工作中，PAA修饰的LRMO循环100周电压衰退仅为104 mV，长循环中也展现出相当优异的稳定性（循环500周容量保持率为88%）。此外，作者还采用DFT计算了相关活化能，揭示了表面质子化抑制LRMO中过渡金属溶出的机理。该研究中简单高效的界面调控方法，延缓了循环中LRMO的电压衰退，同时提高了其容量保持率，为富锂材料的改性研究与应用提出了新的思路。

图2. LRMO界面质子化过程及过渡金属溶出抑制作用的示意图
（图片来源：Advanced Energy Materials 2020, 10(15): 1904264 ）

原文链接：
https://onlinelibrary-wiley-com-443.webvpn.las.ac.cn/doi/10.1002/aenm.201904264
原文作者：
Jingsong Yang, Peng Li, Faping Zhong*, Xiangming Feng, Weihua Chen, Xinping Ai, Hanxi Yang, Dingguo Xia, and Yuliang Cao*