锂离子电池在储能系统和电动汽车中的多种应用需要高稳定性的电极材料来保证电池的长期运行。迄今为止，在各种正极材料中，高镍正极材料具有高能量密度。然而，伴随复杂的化学和结构变化导致的正极退化会引发电池的容量和电压快速衰减。目前，基于正极降解机制仍然知之甚少，大多数研究仅局限于局部过渡金属离子的氧化态，很少有研究报道经过长时间循环后具有完整颗粒中的化学降解。
有鉴于此，韩国三星综合技术院Changhoon Jung，美国得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugram Manthiram报道了通过比较初始正极和经过500次循环后正极的化学、结构和电学变化，系统地研究了高镍正极材料的降解。
文章要点
1）电子探针显微分析和X射线能谱分析结果表明，在二次颗粒内部发生了Ni：O比从1：2到1：1的较大变化。
2）研究人员通过对整个初级颗粒区域进行与结构变化相关的电子能量损失谱分析，以实现在二维上可视化过渡金属离子的氧化态。结果表明，所观察到的无异常容量衰减是由于通过化学和结构降解导致从表面到体相的不断形成的Ni2+相。
Dong-Su Ko, et al, Degradation of High-Nickel-Layered Oxide Cathodes from Surface to Bulk: A Comprehensive Structural, Chemical, and Electrical Analysis, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202001035
https://doi.org/10.1002/aenm.202001035
