近日，天津大学教授陈亚楠、胡文彬、许运华研究发现了一种可以在数秒内合成正极材料的高温热冲击策略，并通过高温热冲击策略成功合成了包括锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等材料在内的几种典型正极材料。

该研究成果发表在先进材料（advanced materials）期刊，论文地址：https://doi.org/10.1002/adma.202208974

上图为HTS正极材料的合成。a)正极材料的高温超导合成示意图。b)HTS与传统合成方法反应路径的比较。c)HTS过程的温度曲线。d)HTS过程中LiMn₂O₄前体的XRD图谱演变。e)从相应XRD数据的Rietveld精修中获得的不同相的重量分数的定量分析。

正极材料传统的合成方法往往加热速度慢，反应过程复杂，多步反应缓慢，反应动力学缓慢，能耗高，耗时长。本次研究报告了一种用于在几秒钟内超快合成阴极材料的高温冲击(HTS)策略。HTS工艺经历超高加热速率，导致非平衡反应和快速反应动力学，避免高能量和长时间消耗，实现了每分钟10000摄氏度的超高升温速率。

主流正极材料（如LiMn₂O₄、LiCoO₂、LiFePO₄,和富锂层状氧化物/NiO异质结构材料) 成功地合成了纯相、氧空位、超小粒径和良好的电化学性能。以使用高温热冲击技术合成的钴酸锂正极材料为例，该材料在300次电池循环充放电后，仍展示了84.6%的能量密度稳定性。同时，该材料还表现出优秀的快充性能，数分钟即可给手机或平板电脑充满电。

HTS工艺不仅为阴极材料提供了一种高效的合成途径，而且还可以扩展到锂离子电池之外。

编译整理 YUXI

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