美国阿肯色大学研究人员开发出一种新型纳米涂层技术，可有效提升锂离子电池的循环性能。该项研究由阿肯色大学机械工程副教授孟祥波（Henry Meng）领导，相关成果已发表于《Small》期刊。

研究团队聚焦于层状结构金属氧化物阴极材料，特别是名为NMC811的锂镍锰钴氧化物。这种材料因成本较低、能量密度较高而受到关注，但其在充放电循环过程中会释放氧气，导致电池性能下降，并可能因电解质氧化而产生气体和副产物，甚至引发安全隐患。

为解决这一问题，研究人员通过原子层沉积技术，在预制的NMC811阴极上涂覆了厚度仅为两纳米的硫化锆涂层。实验表明，该硫化物涂层在电池运行过程中会原位转化为硫酸盐（ZrS₂转化为Zr(SO₄)₂），这一转化过程能有效捕获阴极释放的氧气，保护电池电解质免于分解。此外，生成的硫酸盐涂层还能抑制有害副反应、稳定阴极与电解质界面、减少微裂纹并维持阴极结构稳定性。

性能测试结果显示，未涂覆的裸NMC811阴极仅能维持约200次循环，而采用硫化物涂层后，其循环性能提升至1000次以上。在1300次循环后，电池仍能保持60%的电荷容量。

孟祥波表示，硫化物是一类新型涂层材料，能在电池内部原位转化为硫酸盐，形成“坚固、清洁且抗氧化”的保护层。目前，其团队已验证了多种硫化物（如Li₂S、ZrS₂、Al₂S₃、ZnS和Cu₂S）的转化效果，相关研究仍在持续推进。

该研究深化了对界面工程的理解，为NMC811阴极的商业化应用开辟了新的技术路径。这项技术未来可应用于手机、笔记本电脑等设备的电池阴极，以延长其使用寿命并提高安全性。

论文第一作者为孟祥波纳米与能源实验室的博士生凯文·韦拉斯克斯，他在实验室中使用纽扣电池完成了阴极涂层测试。合著者还包括来自阿肯色大学、小石城阿肯色大学及阿贡国家实验室的研究人员。孟祥波透露，已有数家大型科技公司对研究结果表现出兴趣，并计划与阿贡国家实验室合作，在不同类型电池上进一步测试该涂层技术。

论文发表信息：作者：Kevin Velasquez Carballo等人，标题：《一种可清除氧气的硫化物涂层助力实现富镍阴极的长期稳定性》，发表于：《Small》期刊，2025年。期刊信息：《Small》