组成为Li_1+xMn_yM_1–x–yO₂ 岩盐氧化物（rock salt oxide）（y≥0.5，M=Ti⁴⁺和Nb⁵⁺）具有合理的价格-性能优势和非常高的理论容量，是具有前景的Li离子电池电极材料。最近人们在研究中发现Li_1+xMn_yM_1–x–yO₂ 岩盐氧化物在开始的充放电循环过程中发生持续的容量增加，这个过程伴随着形成尖晶石类似的含有“δ相”的结构。

有鉴于此，加州大学Raphaële J. Clément教授等系统的研究Mn DRX电极在不同脱锂状态的结构变化，从而有助于理解电池循环过程中电极材料的结构重排以及δ晶相形成的机理。

本文要点

（1）

作者研究发现DRX起始的结构能够发生弛豫转变为δ相，并且随后导致容量增加。同步辐射表征和中子衍射测试结果验证了形成δ相结构，其中Li和Mn/Ti阳离子发生选择性移动到RDX材料中的不同晶体学位点导致结构重排。

（2）

研究发现富含Mn（y≥0.5）的DRX或贫Mn（y<0.5）的DRX结构都在脱锂后弛豫形成δ相，但是组成不同的DRX在弛豫过程中形成不同结构。理论计算和原位加热XRD测试进一步验证说明富含Mn的DRX在结构弛豫过程比缺乏Mn的DRX材料具有更高的驱动力和较低的活化能。这个现象解释说明了在电池循环过程中，只在Mn富集材料中观测发现这种结构变化的现象。

参考文献

Tianyu Li, Tullio S. Geraci, Krishna Prasad Koirala, Arava Zohar, Euan N. Bassey, Philip A. Chater, Chongmin Wang, Alexandra Navrotsky, and Raphaële J. Clément*, Structural Evolution in Disordered Rock Salt Cathodes, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c04639

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04639