由于层状结构LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂（NCM）阴极电极材料的热稳定性较低，在释放氧气反应过程中引起严重放热副反应，导致其危险性、难以实现大规模应用。在各种NCM材料中，人们普遍认为其中的Ni是导致材料稳定性的原因，Mn一般能够稳定材料的结构。有鉴于此，美国阿贡国家实验室Gui-Liang Xu、Khalil Amine，清华大学欧阳明高等报道了Ni含量较高的LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂阴极材料中的Co/Mn交换策略，展示了深度脱锂化后，稳定材料结构的元素变为Co，而不再是Mn。通过现场同步辐射X射线/原位质谱等方法结合测试方法，揭示反应过程中Co⁴⁺优先于Ni⁴⁺发生还原，导致Ni移动通过占据四面体结构延长，推迟了氧的释放，提高了热稳定性。

本文要点：

（1）

Co更多的富集在界面上，或者在晶格中取代类似离子（比如四面体结构硼元素），有效的改善了传统含更多Ni元素的电池稳定性。此外，本工作展示了含量较低的阳离子在控制晶格氧动力学过程中起到非常重要的作用，因此为通过掺杂改善电池安全性、稳定性提供经验和相关指导。

参考文献

Xiang Liu, Gui-Liang Xu,* Minggao Ouyang,* and Khalil Amine* et. al. Probing the Thermal-Driven Structural and Chemical Degradation of Ni-Rich Layered Cathodes by Co/Mn Exchange, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c09961

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c09961