对于LiNi1-x-yCoxMnyO2 （NCM）正极材料，在深度充电下层状晶格结构的突然各向异性收缩高达5％（即“晶格坍塌”）通常被认为是高Ni含量的特征，并认为其可以通过引入其他元素有效地被抑制。但是，不太严重的各向异性晶格收缩总是伴随着给定电压的容量损失。脱Li越少，晶格畸变自然就越少。因此，在严格控制脱锂作用下关于元素取代（Co-Mn，Al，Zr等）是否抑制晶格畸变依然是个问题。

德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram课题组证明晶格坍塌是一种普遍现象，几乎完全依赖于锂化时NCM正极的Li利用率而非Ni含量。研究者通过控制脱锂程度而不是通常运用的截止电压，一系列不同镍含量的NCM材料在深度充电下展示出相似的晶格坍塌，脱锂近80mol％，都发生约5％的c轴晶格收缩。原位XRD分析和DFT计算进一步证实了与Ni含量无关的结论。此外，除了晶格坍塌，许多其他属性被认为是高Ni层状氧化物正极材料的固有特性，例如与电解质的表面反应性（不包括残留Li化合物的影响）和较差的热耐受性，也是由于给定的Li利用率较高所致。

Wangda Li, Hooman Yaghoobnejad Asl, Qiang Xie, and Arumugam Manthiram, Collapse of LiNi1-x-yCoxMnyO2 lattice at deep charge irrespective of nickel content in lithium-ion batteries. J. Am. Chem. Soc., 2019.

DOI: 10.1021/jacs.8b13798

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13798