近日，西安交通大学化学学院教授郗凯团队对富锂锰基的衰减路径进行了全面、多尺度的分析，涵盖从原子尺度结构动态到介观异质性及宏观颗粒演变的全过程。特别聚焦于解析氧阴离子与过渡金属阳离子氧化还原过程、氧释放、过渡金属离子迁移、不可逆相变、非均相电化学反应及工作条件之间的协同作用机制。论文发表在《先进材料》上。
富锂锰基正极材料凭借其高比容量、低成本和独特的电化学性质，被视为下一代高能量密度锂离子电池正极的潜力候选材料。然而，其在循环过程中显著的电压衰减和容量损失严重制约了实际应用，这些问题源于复杂且相互关联的电化学反应机制。
从原子尺度到介观异质性及宏观颗粒演变的富锂锰基正极材料衰减机制模型。西安交通大学供图
团队通过整合先进表征、理论模拟和电化学分析的研究成果，文章构建了一个统一框架，以阐明氧活性、过渡金属离子动态和结构转变之间复杂的关联。这些机理认识为开发抑制电压衰减与容量损失的稳定化策略奠定了关键基础。最终，该综述弥合了基础机理认知与实际工程应用之间的鸿沟，为面向高性能储能系统、设计长寿命高能量密度富锂锰基正极材料提供了可操作的指导。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202521529
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