La demande croissante de batteries Li-ion à haute énergie pour l'électrification des transports personnels pourrait entraîner une incertitude dans l'approvisionnement mondial en matières premières (Co et Ni). Ici, nous proposons une nouvelle composition riche en Mn, qui présente une structure quasi-ordonnée avec deux séquences d'ordering de cations auparavant inobservées. La structure partiellement ordonnée stabilise le cathode délithiaté à une haute tension de coupure, offrant des caractéristiques sans contrainte, avec des variations structurelles le long des axes a et c limitées à environ 1 %. En conséquence, le cathode peut fonctionner à 4,6 V tout en offrant une capacité réversible comparable à celle des Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2 riche en Ni. De plus, une haute capacité est maintenue pendant les cycles à long terme et à haute tension dans des cellules pleines avec une sécurité thermique exceptionnelle. Les cathodes stratifiées riches en Mn performantes caractérisées par une structure cristalline quasi-ordonnée peuvent potentiellement atténuer l'incertitude d'approvisionnement résultant de la demande croissante de Ni dans l'industrie des batteries et des préoccupations environnementales associées à l'extraction de Ni de ses minerais. Les chimies de batterie riches en nickel soulèvent des préoccupations concernant les coûts, le risque d'approvisionnement et l'impact environnemental. Un nouveau design réduit l'utilisation de nickel de plus d'un tiers, le remplaçant par du manganèse plus abondant—sans sacrifier les performances.
Park et al. (Mar,) ont étudié cette question.