為了支持每天開發的無數電子設備的運行，研究人員需要開發越來越先進的電池技術。鋰離子電池 （LiB） 是使用廣泛的可充電電池之一，但仍有很大的改進空間。

LiB 是包含一個或多個鋰離子電池以及保護電路板的電池。在這些電池中，鋰離子在陰極（即正極）和陽極（即負極）之間移動，而電子在電池的外部電路中以相反的方向移動。

雖然 LiBs 現在在世界范圍內廣泛使用，但它們仍然有一些顯著的局限性。例如，眾所周知，LiB 中的高能量密度陰極容易受到不穩定氧損失和快速降解的影響。這會顯著限制某些鋰基電池的穩定性和安全性，增加氧化物或相關氧自由基與電池中有機電解質 相互作用的風險。

因此，一些電池開發商表示，在 LiB 中使用高能陰極通常是不安全且不可取的。北京大學、清華大學、中國科學院和麻省理工學院 （MIT） 的研究人員發表的一篇論文介紹了一種策略，可以幫助克服與在 LiB 中使用高能陰極相關的挑戰。該研究發表在《自然能源》雜志上。

“我們發展了高壓引起的氧氣釋放危機的理論，并了一種超越傳統表面摻雜來調節能源材料近表面結構的滲碳過程，”Mingzhi Cai、Yanghao Dong 及其同事在他們的論文中寫道。“以 LiCoO 2為例，將其推廣到貧鈷/游離高能量密度層狀陰極，我們展示了有效的表面鈍化、抑制的表面降解和改進的電化學性能。”

本質上，Cai、Dong 和他們的同事創造了一種具有高電子電導率但氧離子電導率低的鈣鈦礦表面層。然后，他們表明該層可以充當氧氣“緩沖器”，在動力學上抑制析氧反應 （OER），同時保持 LiB 中高能陰極的正確功能。

研究人員使用的方法基于所謂的 lanthurization 過程。發現該過程成功地穩定了高能量密度 LiB 的高壓循環，提高了它們的安全性和穩定性。

“高壓循環穩定性已大大提高，與 Li+/Li 相比高達 4.8 V，包括在實際的袋型全電池中，”Cai、Dong 和他們的同事在他們的論文中寫道。“卓越的性能植根于工程表面結構和合成方法的可靠性。設計的表面相在高壓下阻止氧氣析出反應。”

這組研究人員近的研究揭示了通過高氧活性鈍化、選擇性化學合金化和應變工程進行表面工程和涂層的新加工機會。他們開發的策略終可以為 LiB 和其他更穩定可靠的電池解決方案的開發提供信息，特別是在高壓循環期間。