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鋰離子電池（LIB）已被廣泛用作消費(fèi)電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車的主要電源。然而，鋰離子電池在0℃以下工作時(shí)，由于鋰離子在電極、電解液及其界面的傳輸動(dòng)力學(xué)緩慢，其能量和循環(huán)壽命通常會(huì)嚴(yán)重降低。

華南理工大學(xué)胡仁宗教授團(tuán)隊(duì)從正極材料的角度綜述了近年來(lái)在改善鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的重要進(jìn)展。首先，作者主要討論了低溫對(duì)幾種典型正極材料電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響，包括橄欖石LiFePO₄（LFP）和Li₃V₂(PO₄)₃磷酸鹽、層狀LiCoO₂（LCO）、富鎳LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)和LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂(NCA)氧化物，以及富鋰和富錳的Li_1-xNi_1-x-y-zCo_yMn_zO₂(LMR)氧化物；然后詳細(xì)討論了在零下溫度下增強(qiáng)這些典型正極材料的界面和內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的各種方法；隨后簡(jiǎn)要比較和概述了LFP、LVP、NCM和LMR正極材料的研究和相關(guān)性能；最后，對(duì)如何應(yīng)對(duì)低溫下正極材料動(dòng)力學(xué)緩慢的挑戰(zhàn)提出了具體的建議，對(duì)鋰離子電池和其他低溫應(yīng)用器件的進(jìn)一步發(fā)展具有啟發(fā)意義。相關(guān)成果以“Strategies for improving electrochemical reaction kinetics of cathode materials for subzero-temperature Li-ion batteries: A review”發(fā)表在Energy Storage Materials上。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.10.032

基于鋰離子電池的能源汽車的商業(yè)應(yīng)用在現(xiàn)階段仍存在許多缺點(diǎn)，工作環(huán)境的限制是一個(gè)主要問(wèn)題。根據(jù)2017年的另一份測(cè)試報(bào)告，當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度從25℃降至-15℃時(shí)，鋰離子電池的荷電狀態(tài)（SOC）降低了約23%，由于電解液、正極和負(fù)極材料是鋰離子電池的主要部件，因此在低溫環(huán)境下鋰離子電池的最大能量密度下降應(yīng)歸因于每個(gè)部件。在零度以下溫度下工作，鋰離子在整個(gè)電池中的遷移在充放電過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷幾個(gè)限制性步驟，通常，受限步驟可分為電極緩慢的內(nèi)部/界面電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、電解液離子電導(dǎo)率降低以及一些副反應(yīng)。

以充電過(guò)程為例，鋰離子的遷移包括以下5個(gè)步驟：1）鋰離子從負(fù)極材料中脫出，然后穿過(guò)其表面，2）Li⁺離子覆蓋SEI膜并在電解液中溶劑化，3）鋰離子通過(guò)電解液，4）鋰離子從電解液中去溶劑化，5）鋰離子擴(kuò)散通過(guò)正極材料的表面，然后插入適當(dāng)?shù)奈恢?。具體而言，當(dāng)溫度降至-20℃以下時(shí)，鋰金屬更有可能沉積在碳負(fù)極材料上，而不是在充電過(guò)程中嵌入，這種不穩(wěn)定的樹枝狀鋰離子會(huì)引起較大的內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移和固態(tài)電解質(zhì)界面電阻。此外，零度以下的溫度會(huì)影響電解質(zhì)的流動(dòng)性，導(dǎo)致離子電導(dǎo)率降低。不僅如此，在循環(huán)過(guò)程中，零度以下的溫度還會(huì)顯著影響鋰離子在正極材料中的擴(kuò)散速率，以及正極材料的電子導(dǎo)電性降低。此外，在高工作電壓下，層狀正極材料會(huì)形成由LiOH和Li₂CO₃組成的電化學(xué)非活性層，這也直接抑制了鋰離子的擴(kuò)散。上述電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)發(fā)生在正極的問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致SEI/正極電解質(zhì)界面（CEI）電阻值增加，并伴隨明顯的電化學(xué)極化，最終降低鋰離子電池的容量保持率。目前也有一些關(guān)于極端溫度下鋰離子電池發(fā)展的綜述，但大多數(shù)綜述只關(guān)注電解質(zhì)和負(fù)極材料的問(wèn)題，而忽略了正極材料的影響。因此，迫切需要研究低溫對(duì)正極材料電化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的影響，并提出合適的低成本、高能量密度的低溫正極材料。

傳統(tǒng)的鋰離子電池正極材料是含鋰化合物，可分為三類，即具有橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO₄、具有六方層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO₂和具有立方尖晶石相的LiMn₂O₄，其他正極材料可分為層狀結(jié)構(gòu)氧化物、尖晶石相化合物、鋰金屬多陰離子正極材料和基于電化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的金屬化合物。為了更好地總結(jié)和分析正極材料、橄欖石LiFePO₄（LFP）和Li₃V₂(PO₄)₃磷酸鹽、層狀LiCoO₂（LCO）、富鎳LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)和LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂(NCA)氧化物，以及富鋰和富錳的Li_1-xNi_1-x-y-zCo_yMn_zO₂(LMR)氧化物被認(rèn)為是幾種具有代表性的正極材料。

作者首先討論了低溫對(duì)正極材料在循環(huán)過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的兩個(gè)主要影響，綜述了上述幾種典型鋰離子電池正極材料在增強(qiáng)界面和內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的最新進(jìn)展和研究；基于鋰離子脫層/插層的不同機(jī)理，總結(jié)和比較了LFP、LVP、NCM和LMR正極在改善低溫性能方面的共同特性和要求；最后，作者展望了幾種低溫鋰離子電池正極材料的未來(lái)發(fā)展及其面臨的挑戰(zhàn)。

低溫LIBs電解液和負(fù)極的研究進(jìn)展

在低溫下工作時(shí)，除正極本身外，鋰離子在負(fù)極和電解液中的傳輸也很重要，例如電解液和正極材料之間的鋰離子去溶劑化過(guò)程，因此，本文對(duì)近10年來(lái)低溫下鋰離子電池電解質(zhì)和負(fù)極材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要的總結(jié)和討論。

低凝固點(diǎn)電解質(zhì)

低溫下鋰離子在電解液中的緩慢傳輸可分為三個(gè)部分，即電解液中較大的內(nèi)阻和界面電阻以及嚴(yán)重的鋰離子去溶劑化過(guò)程。傳統(tǒng)的電解液是基于碳酸鹽溶劑，包括碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸乙烯酯（EC）和碳酸甲基乙酯（EMC）。一些研究人員首先致力于通過(guò)開發(fā)多組分電解質(zhì)來(lái)提高離子電導(dǎo)率。具體而言，多組分電解質(zhì)可分為二元、三元或四元電解質(zhì)系統(tǒng)，包括碳酸烷基酯和碳酸烷基酯，例如EC-DMC-EMC、EC-PC-EMC和EC-DEC-DMC-EMC。碳酸丙烯酯（PC）具有-48.8℃的低熔點(diǎn)和64.9的高介電常數(shù)，被認(rèn)為是在零度以下采用的良好溶劑混合物。在-50℃~80℃的寬溫度范圍內(nèi)，研究了EC-PC-EMC（1:1:8）體系中LiPF₆/CsPF₆鹽混合物的形成，結(jié)果表明，LiPF₆/CsPF₆鹽混合物具有良好的倍率性能，在-40℃下的容量保持率為68%，顯著高于傳統(tǒng)鋰離子電池電解質(zhì)（約20%）。此外，穩(wěn)定的SEI/CEI膜的化學(xué)成分和厚度以及鋰離子在電極表面的界面遷移也是改善鋰離子電池在低溫下電化學(xué)性能的重要因素。聚合物凝膠、PEO基、石榴石型和硫化物型電解質(zhì)、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合離子凝膠電解質(zhì)是幾種廣泛研究的低溫鋰離子電池溶劑，對(duì)于鋰鹽添加劑，LiBF₄、二（三氟甲基磺酰）酰亞胺鋰（LiTFSI）、五氟乙基三氟硼酸鋰（LiFAB）、二（草酸）硼酸鋰（LiBOB）和二氟磷酸鋰（Li₂PO₂F₂）是在零度以下提高鋰離子電池離子導(dǎo)電性的主要添加劑。

高鋰化電位負(fù)極

除鋰離子在電解液中的擴(kuò)散外，鋰離子在負(fù)極材料和SEI膜中的嵌入和脫出也會(huì)在零度以下受到限制。除了改善傳統(tǒng)石墨和中間相碳微球（MCMB）材料的低溫電化學(xué)性能外，研究人員更熱衷于尋找?guī)追N不同的負(fù)極材料，以探索適合于低溫鋰離子電池的負(fù)極材料，包括納米結(jié)構(gòu)的Li₄Ti₅O₁₂、TiO₂、V₂O₅、Li₃VO₄和Fe₃C，這些替代負(fù)極材料比碳材料具有更高的鋰化電位，這使得鋰離子電池在低溫下充電時(shí)具有更高的安全性和容量保留。作為一種典型的合金負(fù)極材料，錫基負(fù)極材料的發(fā)展已有很多研究。近年來(lái)，人們進(jìn)一步研究了純SnO₂負(fù)極材料的低溫電化學(xué)性能，有趣的是，在-20℃和-30℃下，未經(jīng)任何改性的原始SnO₂負(fù)極分別表現(xiàn)出603.1和423.8mAh g^-1的高容量。這種良好的電化學(xué)性能是由于抑制了鋰化SnO₂化合物中Sn晶粒的熱誘導(dǎo)粗化，以及改善了SnO₂在零下溫度下的可逆合金化和轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

低溫下正極材料的關(guān)鍵動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

當(dāng)工作溫度從0℃降至-20℃時(shí)，NCM622正極的初始充電平臺(tái)逐漸升高，而初始放電平臺(tái)降低，這表明降低溫度將導(dǎo)致脫鋰和嵌鋰中的明顯極化。眾所周知，NCM622正極在Li嵌入/脫出過(guò)程中僅經(jīng)歷了簡(jiǎn)單的相變，即原始層狀結(jié)構(gòu)（H1）轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕啵?/span>M）。在30℃下的初始循環(huán)中，NCM622正極的I（003）/I（104）值發(fā)生了兩次劇烈變化，然而，對(duì)于在-10℃下循環(huán)的正極，只有在初始充電過(guò)程的后期才發(fā)生顯著的變化，在隨后的放電過(guò)程中，I（003）/I（104）的值只是略有波動(dòng)。NCM622正極在-10℃下的（003）、（101）和（104）峰在充電過(guò)程中充電至4.0V的高壓之前幾乎不移動(dòng)，然后在隨后的放電過(guò)程中衍射峰明顯移動(dòng)到原始位置，這與在30℃下循環(huán)的正極不同。研究發(fā)現(xiàn)，零度以下的溫度會(huì)導(dǎo)致NCM正極中緩慢的電化學(xué)反應(yīng)，并且在不破壞其結(jié)構(gòu)的情況下限制放電電位。

關(guān)于LCO、NCM和NCA正極中類似的鋰離子脫出，作者主要討論和比較了商業(yè)LiFePO₄/C、Li₃V₂（PO₄）₃/C的初始放電平臺(tái)/工作電位和放電容量保持率，室溫和零下溫度下的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂和Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂正極材料。LFP和LVP正極均為磷酸鹽材料，LVP正極的理論容量高于LFP正極，LVP正極也顯示出較高的穩(wěn)定性。對(duì)于層狀結(jié)構(gòu)的高壓正極材料，LMR正極在室溫下具有較高的理論放電容量（250mAh g^-1），遠(yuǎn)優(yōu)于NCM正極，然而，NCM正極的低溫放電容量保持率明顯優(yōu)于LMR正極。

根據(jù)鋰離子擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)和機(jī)理，后面關(guān)于改善幾種正極材料的低溫動(dòng)力學(xué)方法的討論分為三部分，即磷酸鹽和層狀LCO、NCM和NCA正極，以及富鋰和富錳氧化物材料。

圖1負(fù)極材料、電解液和正極材料在零度以下溫度下，在全電池中鋰離子遷移路徑的示意圖

圖2近10年零度以下鋰離子電池電解質(zhì)的發(fā)展歷程及示意圖

圖3近10年零度以下鋰離子電池負(fù)極材料的發(fā)展時(shí)間表和示意圖

改善正極材料低溫動(dòng)力學(xué)的策略

1 LFP和LVP磷酸鹽正極材料

具有正交橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO₄是Goodenough于1997年首次發(fā)現(xiàn)的鋰離子電池正極材料。2000年，首次提出了LiFePO₄脫出-插入鋰離子的原理，即LiFePO₄和LiFePO₄的兩相反應(yīng)，然后，提出了徑向模型和鑲嵌模型來(lái)解釋循環(huán)過(guò)程中的容量損失，LFP正極由于其良好的安全性，已經(jīng)在鋰離子電池市場(chǎng)上占據(jù)了重要的地位。根據(jù)LFP正極的結(jié)構(gòu)，LVP正極的結(jié)構(gòu)可分為單斜相和菱形相，得益于3D快速離子導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，單斜LVP正極表現(xiàn)出更快的電化學(xué)鋰離子脫出-插入過(guò)程。此外，單斜LVP正極具有較低的溫度敏感性，表明其在寬溫度范圍內(nèi)具有良好的倍率性能和循環(huán)性能，后面的討論主要基于單斜LVP正極。通常，為了改善LFP和LVP正極緩慢的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，碳和其他成分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是主要方法，因?yàn)樗梢灾苯犹岣咚鼈兊碾娮雍碗x子導(dǎo)電性。

2 層狀LCO、NCM和NCA氧化物陰極材料

LCO作為第一種商業(yè)化的層狀正極材料，于1981年由Goodenough等人首次報(bào)道。由于其簡(jiǎn)單的合成工藝和穩(wěn)定的電化學(xué)性能，LCO目前廣泛應(yīng)用于小型移動(dòng)電子設(shè)備中。在充電過(guò)程中，Li⁺從Li-O八面體中逸出，通過(guò)相鄰四面體之間的間隙，最后脫嵌在Li空位中，伴隨著Co³⁺/Co⁴⁺的氧化。盡管它具有約270mAh g^-1的高理論放電容量，LCO只能顯示約120mAh g^-1的低放電容量，LNO因其比LCO具有更高的放電容量和更低的生產(chǎn)成本而開始研究，然而，LNO也未能充分利用其高理論放電容量。為了獲得具有高容量、高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和高熱穩(wěn)定性的層狀正極材料，研究人員致力于富鎳三元材料的研究，包括NCM和NCA正極。根據(jù)元素Ni、Co和Mn的摩爾比，NCM正極可分為LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂（NCM311）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM523）、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂（NCM622）和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）。與NCM正極不同，NCA正極的鎳含量通常高于0.8，因此它可以實(shí)現(xiàn)~195mAhg^-1的高放電容量，這高于充電至4V的其他正極材料，迄今為止，LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂是研究最多的正極材料。

一方面，通過(guò)在低溫下應(yīng)用更多的擴(kuò)散通道，設(shè)計(jì)具有特定的活性晶格面的新型電極結(jié)構(gòu)對(duì)于改善層狀正極的內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)非常有用，另一方面，當(dāng)層狀正極充電到高壓時(shí)，傳統(tǒng)電解液會(huì)分解并產(chǎn)生HF。與LFP和LVP正極不同，層狀正極材料在低溫循環(huán)過(guò)程中面臨著HF的嚴(yán)重腐蝕和表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的問(wèn)題，基于這一現(xiàn)象，通常采用表面改性，包括表面摻雜和表面包覆。

3 富鋰錳氧化物陰極材料

1993年，M.M.Thackray首先用弱酸處理鋰化的Li₂MnO₃相，獲得了新的Li_1.09Mn_0.91O₂正極材料，然后介紹了Li₂MnO₃與LiMO2之間的相對(duì)含量。隨后，克里斯托弗·約翰遜（ChristopherS.Johnson）從2001年開始系統(tǒng)地研究了Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂正極的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能，隨后，LMR正極材料xLi₂MnO_3·（1-x）LiMO₂（M=Ni、Co、Mn等）因其極高的放電容量而開始廣為人知。LMR正極的初始電荷容量可分為兩部分，六方層狀相，如LiCoO₂，用于在4.5V以下的低壓下放電，而單斜富鋰相用于在4.8V以下的高壓下額外放電。最近，研究者認(rèn)識(shí)到LMR極高的比容量來(lái)自可逆氧反應(yīng)機(jī)制，這證實(shí)了貢獻(xiàn)的容量來(lái)自循環(huán)過(guò)程中二價(jià)氧和高價(jià)氧之間的可逆反應(yīng)。

一方面，與NCM和NCA正極一樣，LMR正極也存在較大的界面問(wèn)題，包括電化學(xué)失活LiOH/Li₂CO₃層以及循環(huán)過(guò)程中形成HF的腐蝕，在這方面，表面修飾有助于改善低溫下LMR正極的界面電荷轉(zhuǎn)移；另一方面，還需要考慮低溫下Li₂MnO₃相的活化。

迄今為止，關(guān)于LMR正極低溫性能的研究還很少。LMR正極在初始充放電過(guò)程中存在較低的不可逆初始庫(kù)侖效率（ICE），不僅如此，由于TM離子（Mn，Ni，Co）部分遷移到Li層，以及層狀結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)在初始循環(huán)期間部分轉(zhuǎn)化為尖晶石相，LMR正極在循環(huán)時(shí)還遭受電壓和容量衰減。此外，調(diào)整LMR正極性能的晶體設(shè)計(jì)可能對(duì)促進(jìn)零度以下鋰離子的擴(kuò)散速率和LMR正極中Li₂MnO₃相的活化有更大的影響。

圖4(a) NCM622正極的初始充放電曲線，(b) I（003）/I（104）的相對(duì)值，(c)30℃和10℃時(shí)NCM622正極初始充放電過(guò)程的原位XRD圖譜

圖5（a,b）LiFePO₄、Li3V2(PO4)₃、LiMO₂（M=（M=Ni，Co，Mn）和Li₂MnO₃扣式電池的晶體結(jié)構(gòu)，（c）容量保持率，（d）商業(yè)LiFePO₄/c、Li3V2(PO4)₃/c、層狀LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂和富鋰Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂正極在零下的初始放電平臺(tái)/工作電位

總結(jié)與展望

總之，鋰離子電池存在嚴(yán)重的安全問(wèn)題、電解液的不流動(dòng)性以及在零下溫度下緩慢的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，這大大限制了其在某些極冷地區(qū)的應(yīng)用。電解液的零度以下應(yīng)用應(yīng)主要解決鋰離子在整體電解液中的遷移動(dòng)力學(xué)問(wèn)題以及正極和負(fù)極材料在SEI/CEI層上的溶劑化/去溶劑化過(guò)程。對(duì)于負(fù)極材料，其適中的鋰化電位和快速的鋰離子擴(kuò)散速率有助于在低溫下對(duì)電池進(jìn)行安全充電。在零度以下環(huán)境中工作，正極材料的電子/離子電導(dǎo)率低，界面和內(nèi)部鋰離子擴(kuò)散速度慢，導(dǎo)致明顯的電化學(xué)極化和容量衰減。根據(jù)正極材料類型的不同，低溫對(duì)電化學(xué)性能的影響機(jī)理也不同，為了提高LFP和LVP正極的電子/離子導(dǎo)電性，主要方法是設(shè)計(jì)基于碳材料的多維結(jié)構(gòu)，可分為0D、1D、2D和3D復(fù)合材料，碳包覆可以有效改善鋰離子在低溫下的內(nèi)部低導(dǎo)電性和緩慢的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)，因?yàn)樘及部梢栽谡麄€(gè)結(jié)構(gòu)中提供額外的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而縮短鋰離子的轉(zhuǎn)移傳輸路徑，增強(qiáng)其電子導(dǎo)電性。對(duì)于層狀正極，包括LCO、NCM和NCA正極，晶體結(jié)構(gòu)開始應(yīng)用于層狀LCO、NCM和NCA正極，更多裸露的電化學(xué)活性晶面可以直接提供2D鋰離子擴(kuò)散通道，以改善正極中的電荷轉(zhuǎn)移；對(duì)于磷酸鹽和層狀氧化物正極材料，除了微結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，摻雜還可以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，拓寬鋰離子擴(kuò)散路徑。除了內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移外，改善界面電荷轉(zhuǎn)移和結(jié)構(gòu)也很重要，主要策略是表面改性，可分為表面摻雜和表面包覆。表面摻雜是選擇合適的元素取代TM離子的位置，提高循環(huán)過(guò)程中正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高鋰離子的擴(kuò)散速率和界面電子電導(dǎo)率；表面包覆可以保留界面上原有的鋰離子位置，不受空氣的影響，進(jìn)而保留更多的鋰離子，在隨后的放電過(guò)程中，離子可以重新插入電極材料中。另一方面，表面摻雜和包覆都可以為電極提供一種新的界面結(jié)構(gòu)，降低低溫下電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中的勢(shì)壘，促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

盡管上述正極材料已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但其發(fā)展仍處于初級(jí)階段，在這一領(lǐng)域仍然存在巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。LFP正極在零下溫度下缺乏良好的應(yīng)用電位，因?yàn)樗谑覝睾土阆聹囟认嘛@示出低放電容量和低工作電位。在現(xiàn)階段，LVP和NCM正極可能更適合應(yīng)用于低溫鋰離子電池，但釩源的污染和安全問(wèn)題需要關(guān)注。LMR正極在零度以下工作，顯示出較低的電化學(xué)極化，具有良好的應(yīng)用前景，但容量的急劇下降的問(wèn)題還需要進(jìn)一步改善，這可能與Li₂MnO₃相的電化學(xué)活化密切相關(guān)，新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可能是未來(lái)提高LMR正極零下溫度容量保持率的途徑。此外，為了實(shí)現(xiàn)零度以下鋰離子電池的商業(yè)應(yīng)用，應(yīng)考慮電極的面積負(fù)載和有效面積的影響，因?yàn)殇囯x子在電池組中的傳輸比在扣式電池中的傳輸更困難，改善正極材料的零度以下環(huán)境限制仍然需要：a）選擇合適的導(dǎo)體來(lái)修飾LVP正極，來(lái)提高具有更高工作電位的放電容量，b）結(jié)合晶體設(shè)計(jì)和摻雜為層狀正極提供更快的鋰離子擴(kuò)散通道，c）促進(jìn)LMR正極中Li₂MnO₃相的電化學(xué)活化。可以預(yù)測(cè)，在提高正極材料的低溫電化學(xué)動(dòng)力學(xué)方面的不斷改進(jìn)將為真正構(gòu)建具有高能量密度的商業(yè)鋰離子電池帶來(lái)光明的前景。（文：李澍）

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