富镍层状氧化物是高能量密度锂离子电池中最有吸引力的正极材料之一，然而，其降解机理尚未完全阐明。

近日，西安交通大学Weibo Hua，Wei Tang，卡尔斯鲁厄理工学院Sylvio Indris，四川大学Xiaodong Guo利用简单的固相反应方法合成了具有不同程度阳离子无序的无钴富镍层状Li_1-m(Ni_0.94Al_0.06)_1+mO₂（NA，m表示一些Ni/Al过量）氧化物。

文章要点

1）由于在4.2 V时缺少平台区，与NA-LCD正极(约216 mAh g^-1)相比，NA-HCD正极表现出较低的容量（在0.05 C时约为200 mAh g^-1）。有趣的是，在循环过程中，NA-HCD正极的容量仅略有下降，在1 C下300次循环后，保持其初始容量的约78 %。相比之下，NA-LCD电极在第一个100次循环中容量衰减较快，在随后的循环中容量略有下降。

2）研究人员利用各种表征技术被用来确定这些材料疲劳过程的起源。进行原位XRD测量以研究在第一次循环期间NA正极的电化学行为的差异。使用非原位XRD结合透射电子显微镜(TEM)技术来显示NA正极的长程阳离子无序化和降解途径之间的相关性。NA-LCD正极在第一个100次循环中的快速容量衰减归因于具有严重晶格失配的无序表面重建层的形成。在长期循环后，块状NA-LCD阴极的层状结构没有显著变化。相反，在循环过程中，在整个NA-HCD微晶内逐渐产生晶格畸变。这种阳离子无序依赖的降解过程以前从未报道过。

这项工作可以开辟一条新的途径，发展一种有效的方法，以消除降解过程。

参考文献

Weibo Hua, et al, Long-Range Cationic Disordering Induces two Distinct Degradation Pathways in Co-Free Ni-Rich Layered Cathodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214880

DOI: 10.1002/anie.202214880

https://doi.org/10.1002/anie.202214880