中国科学院刘佳 锂镍锰电池正极材料的结构表征
插图显示了锰酸锂颗粒的扫描电镜图像
锂金属半电池的充放电曲线和电化学循环数据
c .复合电极的三维绘制和几个任意选择的锂纳米阴极粒子的放大图(第一、第二和第三面板)
在所有粒子中，中尺度核/多壳分离清晰可见
来源:富锂层状氧化物中氧氧化还原驱动的与深度相关的价态分层 来自中国科学院高能物理研究所北京同步辐射装置、SLAC斯坦福同步辐射光源和布鲁克海文国家实验室的一组科学家使用基于同步加速器的纳米分辨率光谱层析成像技术研究了一种典型的富锂镍锰钴(LirNMC)材料(即
e
，Li1
2Ni0
13Mn0
54Co0
13O2)以显现其多层形态和氧氧化还原行为的化学和空间依赖性
这项发表在《自然通讯》上的研究揭示了氧氧化还原在锂纳米晶体中诱导了深度相关的过渡金属价态分层
锂离子电池作为一种高效储能装置，广泛应用于电子设备和电动汽车中
研究团体已投入巨大努力来改善电化学性能
锂镍锰层状阴极因其较高的能量密度而成为锂离子电池的一种有前途的候选材料
然而，它在循环时会遭受电压衰减
为了克服这个问题，有必要了解这种电压衰减的机制
在这项研究中，研究小组使用纳米分辨率光谱层析成像技术在三维粒子水平上研究锂纳米材料
这使得具有均匀组成的材料的独特多层形态以及过渡金属化合价分布的电荷诱导深度依赖性可视化
软x光共振非弹性x光散射(RIXS)和超部分荧光产率(sPFY)结果清楚地显示了带电样品中氧的氧化还原特征(4
第一周期为8 V)
虽然氧的活性可以增加阴极的容量，但它会在过渡金属阳离子周围产生氧空位，并降低它们的化合价
这就是为什么锂纳米金属的过渡金属化合价在带电状态下具有与常规纳米金属非常不同的深度分布
这项研究强调了材料工程在粒子水平上的重要性和依赖于深度的成分工程策略，这可能是解决锂镍金属阴极电压衰减问题的一种可行方法
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