在所有鋰離子電池插層正極中,由于陽離子和陰離子氧化還原化學的共同作用,Li-Mn-O層狀氧化物以最低的成本提供最高的初始能量密度。然而,由于高電位(>4.5 V)下連續晶格O損失導致較差的循環能,阻礙了其實際應用。基于此,北京大學潘鋒、張明建、李舜寧,國家加速器同步光源II Ge Mingyuany以及南方科技大學謝琳等人采用離子交換法成功制備了一種新型的層狀尖晶石雙相配合物Li-Mn-O納米雜化正極,該正極具有層狀納米域和尖晶石納米結構域的均勻和連貫集成。圖1. Li-Mn-O正極的電化學性能研究表明,該正極具有納米尺度的層狀尖晶石復合結構。引入的尖晶石納米結構域抑制了層狀納米結構域中氧空位在高電位下的遷移率,使LS-LMO陰極能夠以>440 mA h g-1的超高初始容量實現出色的長循環穩定性。簡而言之,通過納米級的層狀尖晶石相配合物,通過層狀尖晶石相配合物,LS-LMO在納米尺度上表現出比基準層狀Li2MnO3正極更好的循環性能和更高的倍率性能,表明這種納米雜化結構在增強電化學方面取得了巨大成功,同時為通過納米相復合策略開發高性能正極開辟了一條新途徑。圖2. 層狀/尖晶石相絡合物的可逆O氧化還原Stabilizing a Li-Mn-O Cathode by Blocking Lattice o Migration through a Nanoscale Phase Complex,ACS Energy Letters 2023 DOI:10.1021/acsenergylett.2c02507