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【仪表网 仪表研发】受低温影响，锂离子电池的实际应用性能不佳，尤其是在冬季的高海拔或高纬度地区。考虑到人口密集地区的冬季平均气温，优异的民用锂离子电池必须在-25℃保持其大部分容量。然而，商用锂离子电池在0℃以下的容量保持率和倍率放电能力明显下降，在-20℃几乎无法使用。电极-电解质界面相容性是影响低温性能的关键因素。界面兼容性差可能导致巨大的电荷转移电阻和过度极化，这种现象在锂金属和固态电解质界面已经被广泛研究，但在低温液体电解质系统中尚未被注意到。钴酸锂由于其高理论容量、高密度和高电子/离子导电性等优点被认为是低温锂离子电池的理想候选材料，但实际低温性能仍然欠佳。

        近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员黄富强等在ACS Energy Letters上发表题为Superwettable high-voltage LiCoO2 for low-temperature lithium ion batteries的研究论文。该研究基于改善低温下电极-电解液界面相容性提升电池低温性能的指导思想设计制备了浅表层Zr掺杂和表面Li2Zr(PO4)2纳米颗粒散布的高微观粗糙度的按摩球状LiCoO2正极材料。通过研究微观粗糙度与电解液-电极材料浸润性的关系，以及不同LiCoO2正极在不同温度和电压下的电化学性能，研究人员研制出兼具优异的高电压和低温性能的改性LiCoO2正极。在使用常规商用电解液情况下，即使在-25℃环境温度和4.6 V下，改性LiCoO2正极仍表现出200 mAh g–1的可逆充放电容量、优异的倍率性能(137 mAh g–1@5 C)、高循环稳定性(94%@100圈)和库伦效率(99.9%)。此外，该研究分析了低温下LiCoO2正极表面和体相的演化过程，阐明了改性LiCoO2正极优异性能的内在机理。