清华大学「达摩院青橙奖」董岩皓/汪长安&麻省理工李巨最新Nature子刊丨表面有序解锁富锂单晶快充！

本文背景是富锂锰基层状氧化物因其高比容量和能量密度而备受关注，但其单晶形式长期被认为电子/离子传输慢，不适合高倍率应用。研究目的在于解决富锂单晶正极难以兼顾高能量密度和高倍率性能的瓶颈。研究团队通过低温非平衡表面重构，在保持单晶主体结构的同时，引入由层状、阳离子混排、岩盐和尖晶石型结构组成的多元表面相，显著提升了材料的快充能力。实验结果表明，处理后的单晶材料在0.1 C下实现了286 mAh g⁻¹容量和1040 Wh kg⁻¹比能量，在5 C/5 C条件下仍保持179 mAh g⁻¹容量，且循环稳定性优异。结论指出，富锂单晶正极的倍率瓶颈主要来自表面而非体相，通过合理的表面设计可实现其在高倍率锂离子电池中的应用。