Haijun Yu、周豪慎和Yuichi Ikuhara团队研究了富锂锰基层状氧化物LLO在不同温度下电化学循环过程中的结构演变，并对其结构稳定性进行了设计。研究发现，从两种结构转变为具有变形单斜LiTMO₂结构的核和无序尖晶石/岩盐结构的壳的核壳结构，伴随着晶格释氧和晶格致密化，过渡金属迁移和在晶体表面聚集。基于HE-SXRD、HAADF和ABF-STEM，发现Li_1.224Mn_0.552Ni_0.163Co_0.064O₂在初始循环过程中的长短程的结构演变。正极颗粒的体积和表面上的结构变化始于最初的4.4V电荷状态。两种结构到核壳结构的重排主要受温度和锂含量的驱动，与晶体系转换、晶格氧损失、TM层和Li层的TM离子迁移、晶体表面的TM离子聚集、尖晶石与晶体表面岩盐结构之间的部分可逆转换有关。研究表明，结构转换行为对温度比较敏感，在较高温度下加速转换。此外，建立了LLO的结构转换行为与电压衰减之间的关系，并且通过结构设计可以有效地改善它们的循环稳定性。该项研究阐明了富锂层状氧化物的结构演变机理，为类似高能材料的设计打开了大门。

Haijun Yu, Yeong-Gi So, Yang Ren, Tianhao Wu, Gencai Guo, Ruijuan Xiao, Jun Lu, Hong Li, Yubo Yang, Haoshen Zhou, Ruzhi Wang, Khalil Amine, and Yuichi Ikuhara, Temperature-sensitive structure evolution of lithium-manganese-rich layered oxides for lithium-ion batteries[J], J. Am. Chem. Soc., 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b07858

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b07858