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由于富锂层状氧化物表面发生严重的有害反应，其容量衰减和电压衰减一直是阻碍其实际应用的主要障碍之一。基于此，广东工业大学林展教授课题组开发了一种通用的、可扩展的溶剂热辅助方法，构建强健的表面集成结构。所有设计的样品都具有非常出色的容量和电压稳定性，其中Zn处理的样品具有最好的电化学性能。图1. (a-g)经Ce和Y处理的原始样品的SEM图和(h)XRD图。图2. Y处理样品的HAADF-STEM图像和相应的SAED模式。相关工作以“Scalable Nitrate Treatment for Constructing Integrated Surface Structures to Mitigate Capacity Fading and Voltage Decay of Li-rich Layered Oxides”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。图3. 原始、Ce和Y处理样品的(a-c)拉曼光谱、(d-f) Mn 3s光谱和(g-i) O 1s光谱。要点1. 该策略基对于所有的金属硝酸盐都可以用来构建表面集成结构，包含元素周期表中几乎所有的金属元素。作者选择具有代表性的金属硝酸盐，构建了七种表面集成结构。要点2. 电化学测试表明，表面集成结构的样品均具有非常出色的容量和电压稳定性，但在超长寿命期间仍能观察到明显的差异。循环400次后，Zn和Zr处理样品的容量保留率最高(>90%)，而Al处理样品的容量保留率仅为73.4%。这种明显的差异表明，电化学性能的改善程度与阳离子型密切相关。要点3. 结合密度函数理论(DFT)计算，进一步揭示了不同阳离子的表面集成结构对容量和电压稳定性的影响规律。LLO阴极的表面集成结构应满足以下规则：Li位点中的阳离子首先要保证较低水平的表面集成结构的结合能，然后为最近的O原子提供尽可能小的Bader电荷。这一规律的发现为构建具有良好容量和电压稳定性的LLO阴极表面集成结构提供了指导。图4.(a-c) 1C下的容量/电压差曲线(dQ/dV)和(d)0.1C下的原始、Ce和Y处理样品的初始充放电曲线。(e, f)原始，Ce-，Y-，Al-，Mg和Zn处理样品在1C下的循环性能。图5. (a) Y处理100次后的拉曼光谱，(b) Mn 3s光谱，(c) F 1s光谱。DFT计算:(d)结构模型;(e) M向6个最近的O原子转移的对应结合能和平均电荷。(f)处理样品400次循环后的容量保留。https:///10.1002/anie.202203698
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