双优青领衔！中南大学王接喜/物理所禹习谦AFM | O2型和O3型富锂锰基氧化物正极的热分解机理及稳定性差异！

背景：随着消费电子和电动汽车对高能量密度锂离子电池需求的增长，开发高容量、低成本且安全的正极材料成为关键。O3型富锂锰基氧化物（O3-LRMOs）虽具高容量，但存在电压衰减问题；O2型富锂锰基氧化物（O2-LRMOs）因结构优势展现出抑制电压衰减的潜力，但其热稳定性机制尚不明确。研究目的：本研究旨在探究O2型和O3型LixLi0.17Ni0.133Co0.133Mn0.564O2在高温下的热分解机制，比较两者在热稳定性上的差异，并建立氧损失与结构相变之间的定量关联。结论：通过原位同步辐射X射线衍射和热分析发现，O2-LRMOs因ABAC氧层堆叠遵循两步热失效路径，从亚稳态O2相经中间O3相转变为尖晶石相，延迟了尖晶石形成并伴随氧释放；而O3-LRMOs直接转变为尖晶石相，氧释放温度更高，热安全性更优。尽管两者固有稳定性不同，但在电解液中热释放行为相近，表明热失控初期表面反应为主导因素。这些发现为优化O2型正极材料的热稳定性和电化学性能提供了理论依据。