可循環使用的鋰離子電池一直被用于各類便攜式電子設備中。隨著近年來新能源電動汽車的迅速發展，人們對電池提出了更高的要求：更安全，續航能力更強。盡管當前科學家們已經提出了各種各樣的可取代鋰離子電池的新一代電池體系，如鋁空氣電池，鋰空氣電池，燃料電池等，但是受制于這些電池體系特有的缺陷，并且當前并沒有成熟的方法解決這些新電池體系的缺陷?；诖?，科學家們斷言未來5-10年內，鋰離子電池仍然是各類儲能網絡中的主流電池體系。因此，開發能量密度更高，輸出功率更大的鋰離子電池仍然是目前電池體系的迫切需求。

在現在已經成熟應用的各類陰極材料中，鋰鈷氧化物是目前鋰離子電池中廣泛使用的一種電極材料，三塊鋰離子電池就有一塊使用鋰鈷氧化物材料。原因在于這種材料生產方便而且對鋰離子在材料中的運動不作束縛，鋰離子可自由在這種材料中定向運動。理論計算發現，鋰鈷氧化物的理論容量為274mAh/克，但是實際使用中的電容量只有理論電容量的一半，為140mAh/克左右。科學家們開發了各種各樣的策略來保護鋰鈷氧化物電極來提高其電容量和電池循環性能，而利用金屬化合物或鋰化合物涂覆鋰鈷氧化物被認為是最有應用前景的方法。但是這些方法中，鋰離子電池的放電電壓都被限制。因此怎樣實現電池在高容量還具有高的放電電壓一直是科學家們研究的熱點。

近日，浙江大學陸盈盈課題組與亞利桑那州立大學HoulongL.Zhuang團隊合作，利用三元的鋰，鋁，氟等物質處理鋰鈷氧化物，實現了在4.6伏高電壓下鋰鈷氧化物電池的電化學性能增強。研究團隊利用簡便的水熱反應制備了鋰-鋁-氟改性的鋰鈷氧化物，得到的具有氧化鋰氧化鋁納米顆粒的富含鋁和氟的涂層能夠有效抵抗液體電解質氟化氫的腐蝕和4.2伏特以上電壓時的界面穩定性和結構完整性。還發現由鋰-鋁-鈷-氧化物-氟固體溶液形成的輕薄的摻雜層可以有效抑制電壓高于4.55伏特時鋰鈷氧化物的相變。

進一步的研究發現，鋰/2%鋰-鋁-氟-鋰鈷氧化物電池的電池容量可達到170mAh/克，在經過200次充電放電循環后，這種電池的電容量仍然能夠達到初始電量的81.8%。而在以這種材料作為電極制備的全電池中，石墨/2%鋰-鋁-氟-鋰鈷氧化物電池在循環70次后的比能量密度仍然能夠達到600瓦*小時每千克。這種方法有望實現高能量密度鋰電池的大規模工業化生產。

希望這樣的科學研究能早日應用，解決目前手機，新能源電動汽車等的續航問題。期待新能源汽車的早日普及。