南京大学张会刚团队和伊利诺伊大学香槟分校Paul Braun团队：电镀电池新进展

【成果简介】

电镀是一种古老的电化学技术，珠宝工业用电镀工艺处理表面，日常生活所用的金属铝是由高温熔盐中电镀生产。锂离子电池中所用正极活性材料通常由高温烧结工艺获得，这两种过去不易发生联系的材料与工艺，最近在我院青年千人教授张会刚团队与美国伊利诺伊大学香槟分校Paul Braun团队合作开发的技术中实现了完美结合。

张会刚教授发现在低温氢氧化物熔盐中，可以通过电化学氧化的方式，原位共形沉积目前商用锂离子电池正极材料，这种工艺改变了电池电极制备的方式，为新型的应用提供了可能。目前研究成果已经在国际著名期刊Science Advance （DOI: 10.1126/ sciadv.1602427）报道，文章题目为“Electroplating lithium transition metal oxides”。

【图文导读】

图1 电沉积过程示意图

图2不同基底上LiCoO2的形貌图

【研究内容】

基于高温烧结-刷浆成膜的锂离子电池技术发展到今天，几乎成为电池生产过程标准工艺。众所周知工艺决定了应用，应用受限于工艺。基于高温烧结-刷浆成膜的工艺在现有的电池应用领域取得了巨大成功，但是难于满足未来对于电池应用形式的要求，比如异形，柔性，微型，高功率/高能量电池等等的应用，因此需要一种全新的化学工艺改变目前的现状。

该团队通过低温（260℃）熔融盐电沉积的方法对传统电极材料进行电镀处理，成功合成了O3相的LiCoO₂正极和尖晶石相的LiMn₂O₄正极材料。合成材料的结晶度和电化学性能等都与普通的高温（700-1000℃）烧结粉末材料的性能相比拟。研究人员还将该工艺应用于厚膜固态电极、超高负载量正极和超柔性电极制备，这类应用通常难于用传统工艺实现。

本项目研究是与南京大学亚原子分辨电镜中心王鹏教授和物理学院陈延彬副教授和洪煦昊博士的合作下完成的。本项研究得到了青年千人计划、江苏双创、国家重点研发计划“材料基因工程关键技术与支撑平台”资助。本项目还得到固体微结构国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心和南京大学高性能计算中心支持。

原文链接：Science Adv发表张会刚教授课题组在电镀电池方面最新成果.

文献链接：Electroplating lithium transition metal oxides.

本文由材料人编辑部陈静编辑，点我加入材料人编辑部。