在 LiMn0.8Ni0.2O2 中构建高压尖晶石与 Li2MnO3 复合结构作为锰基锂离子电池正极材料

摘要：基于 Mn 的层状氧化物由于其突出的能量密度和成本效益，是下一代高能量密度可充电电池正极的有前景的候选材料。然而，显著的结构降解（如层状到尖晶石的转变），伴随着电化学循环稳定性的恶化，阻碍了它们在电池中的广泛应用。在此，基于 LiMn0.8Ni0.2O2 的 Mn 基氧化物设计了一种复合结构，将高压尖晶石晶体域预先引入到母层状结构中，显示出在电化学过程中良好的结构稳定性。结果表明，Li2MnO3 晶体域在锂离子动力学缓慢和从层状到亚稳尖晶石的结构转变下受到影响，而预先引入的高压尖晶石晶体域几乎保持了结构，经过电化学激活后，可以获得接近 LiMn0.8Ni0.2O2 正极理论容量的最佳性能。这种设计在母结构降解之前有助于稳定整个结构，并且层状 Li2MnO3 和预先引入的高压尖晶石晶体域的电化学贡献也得以识别。本研究为通过预引入稳定晶体域设计高性能复合结构的 Mn 基正极材料提供了新的指导。