富锂层状氧化物(LLO)是新一代锂离子电池(LIB)的正极材料，但循环过程中严重的电压衰减和能量衰减仍然阻碍了其实用化。

近日，北京工业大学尉海军教授报道了一系列完全浓度梯度定制的团聚球LLOs，从颗粒中心到表面，Mn呈线性下降，Ni和Co呈线性增加。

文章要点

1）梯度定制的LLOs明显降低了电压衰减，提高速率性能，改进的循环稳定性，和热稳定性。在不进行任何材料修改或电解质优化的情况下，具有中等斜率的梯度定制LLO表现出最佳的电化学性能，在200 mA g^-1下，200循环内具有极低的平均电压衰减（每个周期0.8 mV）和88.4％的容量保持率。

2）优异的性能得益于对尖晶石结构的抑制、电化学应力的优化以及Jahn-Teller效应的抑制。进一步的研究表明，当电池充电到4.4V时，梯度定制的LLO降低了大约41%的热释放百分比。

这项研究为抑制LLO的电压衰减提供了一种有效的方法，以进一步应用于LIBs中，并提出了一种体结构设计策略，以为不同的可充电电池制备性能更优的电极材料。

Tianhao Wu, et al, Full Concentration Gradient-T ailored Li-Rich Layered Oxides for High-Energy Lithium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202001358

https://doi.org/10.1002/adma.202001358