近日，天津大學教授陳亞楠、胡文彬、許運華研究發現了一種可以在數秒內合成正極材料的高溫熱沖擊策略，并通過高溫熱沖擊策略成功合成了包括錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等材料在內的幾種典型正極材料。

該研究成果發表在先進材料（advanced materials）期刊，論文地址：https://doi.org/10.1002/adma.202208974

上圖為HTS正極材料的合成。a)正極材料的高溫超導合成示意圖。b)HTS與傳統合成方法反應路徑的比較。c)HTS過程的溫度曲線。d)HTS過程中LiMn₂O₄前體的XRD圖譜演變。e)從相應XRD數據的Rietveld精修中獲得的不同相的重量分數的定量分析。

正極材料傳統的合成方法往往加熱速度慢，反應過程復雜，多步反應緩慢，反應動力學緩慢，能耗高，耗時長。本次研究報告了一種用于在幾秒鐘內超快合成陰極材料的高溫沖擊(HTS)策略。HTS工藝經歷超高加熱速率，導致非平衡反應和快速反應動力學，避免高能量和長時間消耗，實現了每分鐘10000攝氏度的超高升溫速率。

主流正極材料（如LiMn₂O₄、LiCoO₂、LiFePO₄,和富鋰層狀氧化物/NiO異質結構材料) 成功地合成了純相、氧空位、超小粒徑和良好的電化學性能。以使用高溫熱沖擊技術合成的鈷酸鋰正極材料為例，該材料在300次電池循環充放電后，仍展示了84.6%的能量密度穩定性。同時，該材料還表現出優秀的快充性能，數分鐘即可給手機或平板電腦充滿電。

HTS工藝不僅為陰極材料提供了一種高效的合成途徑，而且還可以擴展到鋰離子電池之外。

編譯整理 YUXI

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