导致富锂过渡金属(TM)层状氧化物xLi₂MnO₃·yLiTMO₂（TM=Mn，Ni，Co和Fe等）的高容量（>250 mA h g^-1）的氧活化植根于独特的180° Li-O-Li构型，这是由于Li₂MnO₃组分中Li@Mn₆超结构单元的有序排列（相当于Li[Li_1/3Mn_2/3]O₂）。然而，目前尚未建立氧活化与Li@Mn6超结构单元分布之间的关系。

近日，北京大学深圳研究生院潘锋教授，张明建报道了结合原位X射线衍射（XRD）和原位/非原位透射电子显微镜（TEM）研究了Li[Li_1/6Mn_1/3Ni_1/3Sb_1/6]O₂（0.5Li[Li_2/3Mn_1/3]O₂·0.5Li[Ni_2/3Sb_1/3]O₂（LMO·LNSO））合成过程中Li@Mn6超结构单元的分散行为。

文章要点

1）(1)LMO和LNSO在500~700 ℃范围内分别成核，Li@Mn₆超结构单元聚集在LMO粒子中；(2)LMO和LNSO粒子在700~800 ℃范围内分离生长，Li@Mn₆超结构单元在较大的LMO粒子中聚集较多；(3)LMO粒子与LNSO粒子在800~1000 ℃范围内粒子融合，Li@Mn₆超结构单元聚集减少；(4)在1000~1100 ℃范围内完全固溶体，Li均匀分散。

2）研究发现，Li@Mn₆超结构单元的分散改变了局部氧环境，抑制了不可逆氧活化。因此，在Li@Mn₆分散度最大的情况下，可以获得较少的氧损失和较好的循环稳定性。

研究人员将Li@Mn₆超结构单元的分散性与富锂层状正极的氧活化和循环性能联系起来，为高稳定的锂离子电池层状锂正极的结构设计提供了一定指导。

参考文献

Yiwei Li , Shenyang Xu , Wenguang Zhao , Zhefeng Chen , Zhaoxi Chen , Shunning Li , Jiangtao Hu , Bo Cao , Jianyuan Li , Shisheng Zheng , Ziwei Chen , Taolue Zhang , Mingjian Zhang , Feng Pan , Correlating the dispersion of Li@Mn₆ superstructure units with the oxygen activation in Li-rich layered cathode,Energy Storage Materials(2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.12.003

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.12.003