由于过渡金属阳离子和氧阴离子的氧化还原作用，层状富锂过渡金属氧化物是高能量密度锂电池中有效的阴极材料。然而，它们的实际应用受到容量衰减和电压衰减的阻碍。尽管氧损失和相变被认为是主要因素，但结构劣化、化学重排、动力学和热力学效应仍不明确。近日，四川大学何欣、南方科技大学林苑菁、明斯特大学Li Jie、浙江大学陆俊整合了从单个原子到次级粒子的形态、结构和氧化态演化的分析。

本文要点：

1) 通过进行纳米级到微米级的表征，作者确定了与颗粒内非均相反应相关的不同结构变化途径。通过缓慢的电化学活化在整个颗粒中形成的高质量氧缺陷引发了相变和纳米空隙的形成。

2) 超快锂嵌入导致以氧畸变为主的晶格位移、过渡金属离子溶解和锂位点变化。这些不均匀和不可逆的结构变化是初始库仑效率低以及后续循环中颗粒持续开裂和膨胀的原因。

参考文献：

Zhimeng Liu et.al Revealing the degradation pathways of layered Li-rich oxide cathodes Nature Nanotechnology 2024

DOI: 10.1038/s41565-024-01773-4

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01773-4