欧阳晓平院士领衔！西安交通大学滑纬博Angew | 富锂正极脱锂态中Ni/Mn的竞争性还原及微应变耦合的负热膨胀行为！

本文系统研究了富锂锰基层状氧化物正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2（LLNMO）在不同电化学状态下的热演化行为。背景：高电压运行下富锂正极存在热失控风险，其脱锂态加热过程中的结构演化机制尚不明确。研究目的：结合原位高温X射线衍射和吸收光谱，揭示LLNMO在不同充放电状态下的结构与化学演化机制，重点关注Ni/Mn的还原顺序及负热膨胀现象。结论：加热过程中，原始电极经历层状到尖晶石相的转变，而电化学处理后电极直接转变为含锂岩盐结构；Ni优先于Mn还原，随后Mn还原伴随大量晶格氧损失，驱动结构坍塌；首次循环后LLNMO在低温下表现出负热膨胀，归因于循环诱导的微应变释放和长程结构有序化。研究为理解富锂正极热行为与荷电状态的关联提供了机制性见解，并为设计更安全、高容量电池材料提供了指导。