南京理工/日本东北大学JACS重磅！界面“轨道阻挫”新范式破解锰基正极畸变难题

背景：锂离子电池正极材料中，锰基氧化物因成本低、容量高而备受关注，但其应用长期受Mn3+离子Jahn-Teller效应引发的长程协同晶格畸变和结构坍塌困扰。研究目的：为从根本上抑制锰基正极材料的结构失效，研究团队设计并合成了一种具有非共线界面的尖晶石-层状异质结构LiMnO2，旨在通过界面轨道工程引入轨道几何阻挫，阻断畸变传播。结论：实验与理论计算表明，非共线界面使Mn3+的eg轨道分裂能显著降低，轨道趋于简并，有效抑制了Jahn-Teller畸变。该材料展现出卓越的循环稳定性（3.5 A g-1下循环500次容量保持率100%）和结构完整性，为通过界面轨道设计高性能电极材料提供了新范式。