锂离子电池的退化过程是多尺度的、异质的、动态的，并且取决于电池的使用情况。LiNiO₂过充电期间的降解机制在材料层面上是众所周知的，其特征是O₂气体释放和LiNiO₂的伴随表面重建。然而，关于高压相形成（即O1）在天然气生产中的作用仍存在争议。此外，关于产生的气体对电池组件（阳极或传感器）的影响，或过充电对电极水平行为的影响，目前仍不明确。近日，格勒诺布尔-阿尔卑斯大学Sandrine Lyonnard、Quentin Jacquet报道了LiNiO₂/石墨硅锂离子电池过充电过程中的反应机理。

本文要点：

1) 在LiNiO₂/石墨硅电池的形成和过充电过程中，作者使用操作质谱和测量气体逸出，同时使用操作微小/广角X射线散射（SAXS/WAXS）映射空间分辨纳米结构和晶格参数变化。

2) 相关操作表征实验允许（1）确认即使在充电结束时产生大量气体，也不存在O1相，（2）揭示气体对参比电极的影响，（3）表明过充电通过产生滞后于整体电化学的局部退化区域来增加面内反应的不均匀性。这些发现对于优化类似化学物质器件的老化非常重要，特别是富镍阴极。

参考文献：

Quentin Jacquet et.al Mapping Reaction Mechanism During Overcharge of a LiNiO₂/Graphite–Silicon Lithium-Ion Battery: A Correlative Operando Approach by Simultaneous Gas Analysis and Synchrotron Scattering Techniques Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202404080

https://doi.org/10.1002/aenm.202404080