晶格氧釋放(LOR)促進(jìn)了表面結(jié)構(gòu)的退化和電解液的分解，是導(dǎo)致層狀氧化物陰極容量衰減和熱失控的主要原因。盡管經(jīng)過了幾十年的研究，但穩(wěn)定晶格氧仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，特別是在深度脫氫正極中。

近日，南開大學(xué)Wei Zhang，上海交通大學(xué)Linsen Li報(bào)道了一種鋰富集策略來完全抑制LNO的O2釋放。

文章要點(diǎn)

1）傳統(tǒng)的LNO通常由固態(tài)反應(yīng)制備，并被認(rèn)為是缺鋰的Li1-yNi1+yO2。為了提高LNO的性能，通常通過晶格摻雜或表面涂覆來改變其結(jié)構(gòu)。相反，鋰富集方法產(chǎn)生了Li1+xNi1-xO2（富含鋰的LNO或LR-LNO ）,具有略微過量的鋰以占據(jù)鎳位置，這是根據(jù)鋰-鎳-氧相圖預(yù)測的可能相，先前從未通過實(shí)驗(yàn)合成。

2）LR-LNO實(shí)現(xiàn)了904 Wh kg-1的高比能量密度、突出的循環(huán)性能（在全電池中400次循環(huán)后容量保持率為80%，而LNO為35次循環(huán)），熱穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)（> 70 °C）。

3）在此基礎(chǔ)上，研究人員在透射電子顯微鏡（TEM）內(nèi)設(shè)計(jì)了雙傾斜電化學(xué)液池來跟蹤恒流循環(huán)過程中單個(gè)顆粒表面的局部結(jié)構(gòu)變化，揭示了材料成分輕微變化背后的性能增強(qiáng)機(jī)制。在LR-LNO中，Ni層中過量的Li離子促進(jìn)了Ni離子在脫氫過程中的層內(nèi)遷移，產(chǎn)生了空位團(tuán)簇，使O2分子捕獲在近表面晶格中。因此，氧氧化還原反應(yīng)變得高度可逆，抑制了巖鹽相的形成，從而提高了LR-LNO在循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)可逆性和熱穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn):

Zhou et al., Stabilizing lattice oxygen in slightly Li-enriched nickel oxide cathodes toward high-energy batteries, Chem (2022)

DOI：10.1016/j.chempr.2022.07.023

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.07.023