由于区分颗粒间和颗粒内异质性的挑战，大多数电池正极材料的锂化动力学和相变机制仍然知之甚少。

在这项工作中，欧洲同步辐射光源Tobias U. Schulli，Marie-Ingrid Richard电化学脱锂过程中 Li_1−xMn_1.5Ni_0.5O₄ 单晶内部的结构演变可以通过操作 X 射线纳米衍射显微镜直接解析。

文章要点

1）正如当前相变理论所预测的那样，固溶体中间体的亚稳域似乎与锂化相和脱锂相之间的反应前沿无关。相反，单晶内部异常持久的应变梯度表明固溶体域的形状和大小是由晶格缺陷模板化的，晶格缺陷指导整个脱锂过程。

2）形态、应变分布和倾斜边界表明，(Ni²⁺/Ni³⁺) 和 (Ni³⁺/Ni⁴⁺) 相变通过不同的机制进行，为减少高压尖晶石活性材料的结构退化以实现商业上有用的耐久性提供了解决方案。循环过程中的动态晶格域重新取向被发现是形成永久倾斜边界的原因，其角度偏差在连续循环过程中增加。

参考文献

Martens, I., Vostrov, N., Mirolo, M. et al. Defects and nanostrain gradients control phase transition mechanisms in single crystal high-voltage lithium spinel. Nat Commun 14, 6975 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-42285-4

https://doi.org/10.1038/s41467-023-42285-4