浙江大学郭兴忠教授， Nano Energy：构建互锁双骨架以提升高镍正极晶格宽容度

背景：高镍层状正极材料因其高比容量和高能量密度，被视为下一代锂离子电池的理想正极，但其在深度脱锂过程中存在结构失稳问题，如晶胞参数演化、应力应变累积和晶格氧活化，导致颗粒开裂、氧释放和容量衰减。传统策略通过抑制H2–H3相变来缓解退化，但会牺牲可逆容量。研究目的：浙江大学郭兴忠教授团队提出一种新设计理念——提升晶格对相变过程的耐受能力（lattice tolerance），而非单纯消除相变。团队在高镍正极内部原位构建了共格生长的“钙钛矿–类尖晶石互锁双骨架”结构，以同步调节机械应变积累与晶格氧活化。结论：该结构嵌入一次颗粒内部，与层状主体形成协同支撑，在不牺牲可逆容量和完整相变过程的前提下，提升了循环稳定性、倍率性能、反应动力学和热稳定性。原位XRD和DEMS等分析表明，双骨架允许正常晶格演化，但避免应变转化为不可逆损伤，并将晶格氧活性限制在可逆范围内，阻断了“应变累积—氧活化—结构重构—电解液侵入”的恶性循环。该工作为长寿命高镍正极设计提供了新范式。