武汉理工大学「国家杰青/长江学者」麦立强/刘芳/王选朋AFM丨优化磷酸锰铁锂正极动力学与结构稳定性！

磷酸锰铁锂（LMFP）正极材料因能量密度高、安全性好而被视为下一代动力电池的关键材料，但其商业化受限于本征导电性差和Mn³⁺引起的姜-泰勒（J-T）畸变，导致容量衰减和倍率性能恶化。本研究旨在通过多金属离子（Ni、Cu、Ti）轨道工程策略，协同解决上述瓶颈。研究人员设计了LiMn₀.₄₇₅Fe₀.₄₇₅Ni₀.₀₃Cu₀.₀₁Ti₀.₀₁PO₄（LMFP-NCT）正极，理论计算与实验表征表明，异质原子与宿主晶格间的轨道杂化优化了局域电子分布并窄化了带隙，使本征电导率和离子扩散系数提升一个数量级；同时，调控的轨道占据有效抑制了Mn³⁺的eg轨道简并，将严重J-T畸变转变为可控状态。最终，LMFP-NCT实现了体积变化仅4.29%、锰溶解减少48.4%，半电池1C循环1000圈后容量保持率达92.3%，全电池500圈后保持96.4%，在6C倍率下容量翻倍。该工作通过轨道工程攻克了J-T畸变与动力学限制，为设计高性能LMFP正极提供了新思路。