正极材料的稳定性主要归因于两个因素：整体结构稳定性和表面化学稳定性。在当前的商用LIB（锂/过渡金属（TM）氧化物或聚阴离子化合物）中，TM离子充当氧化还原中心，促进快速的电子交换并伴随可逆的结构演化。长期以来一直认为容量衰减的唯一根源是过渡金属TM的溶解，随后对负极产生负面影响。然而，其对正极行为的影响仍然知之甚少，且 正极的TM损失很可能导致不可逆的结构转变，这些是改善正极循环性能的重要因素，但目前仍未完全了解。

北京大学深研院潘峰与阿贡国家实验室陆俊、Khalil Amine团队报道了LiMn₂O₄正极的容量衰减与相/表面稳定性之间的相关性，揭示了结构转变和TM溶解的组合主导了正极容量的衰减。LiMn₂O₄表现出不可逆的相变，这是由锰（III）歧化和Jahn-Teller变形驱动的，与颗粒裂纹一起导致严重的锰溶解。同时，快速的锰溶解反过来又引发了不可逆的结构演变，因此形成了有害的循环，不断消耗活性正极成分。此外，具有锂/锰无序和表面重构的富锂LiMn₂O₄可以有效地抑制不可逆的相变和锰的溶解。

Tongchao Liu, Alvin Dai, Jun Lu, Yifei Yuan, Yinguo Xiao, Lei Yu, Matthew Li, Jihyeon Gim, Lu Ma, Jiajie Liu, Chun Zhan, Luxi Li, Jiaxin Zheng, Yang Ren, Tianpin Wu, Reza Shahbazian-Yassar, Jianguo Wen, Feng Pan & Khalil Amine, Correlation between manganese dissolution and dynamic phase stability in spinel-based lithium-ion battery, Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-12626-3

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12626-3?utm_source=other_website&utm_medium=display&utm_content=leaderboard&utm_campaign=JRCN_2_LW_X-moldailyfeed