电极材料的快充能力是锂离子电池的基本性能之一。一种改善电极材料动力学的方法是将颗粒尺寸最小化到纳米级，特别是对于相分离材料，如LiFePO₄和Li₄Ti₅O₁₂。

近日，韩国浦项科技大学Byoungwoo Kang首次报道了在不将LiVPO₄F的粒径减小到纳米级的情况下，通过在两个端元之间形成一个中间相，使LiVPO₄F材料与亚微米粒子的相分离动力学得到了显著的改善。

文章要点

1）放电过程中的中间相起到富锂相和贫锂相之间的结构缓冲作用，降低了颗粒界面的机械应力/应变，抑制了结构缺陷，大大降低了相变势垒，使颗粒在电极中的均匀电化学反应。

2）结果表明，在充放电过程中具有中间相的样品具有优异的倍率性能，50 C放电率为100 mAh/g（不含中间相的样品为45 mAh/g），200 C放电率为70 mAh/g，即使有亚微米颗粒和电极中没有大量的碳，在10 C充电和10 C放电率下也可以稳定地保持1000次循环（~90%）。

这些发现和认识将为实现先进锂离子电池在不牺牲体积能量密度的情况下实现快速相变动力学提供新的研究方向。

Minkyung Kim, et al, Ultrafast kinetics in a phase separating electrode material by forming an intermediate phase without reducing the particle size, Energy Environ. Sci., 2020

DOI: 10.1039/D0EE02518F

https://doi.org/10.1039/D0EE02518F