富锂和锰基氧化物（LRMO）是具有阴离子氧化还原特性和高比能量密度的锂离子电池正极材料。然而，LRMO复杂的初始结构和反应机制仍存在争议。近日，西安大略大学孙学良院士、北京科技大学庄卫东、中国汽车电池研究院有限公司Wang Jiantao从原子尺度揭示了富锂和锰基氧化物阴极材料中LiMO2和Li2MnO3之间的结构分布。

本文要点：

1) 作者在提出Li₂MnO₃和LiMO₂结构之间的结构分布概念后，重新研究了其反应机理和异常电化学现象。作者通过对横截面样品在原子尺度上的多次像差校正扫描透射电子显微镜观察发现，其初始结构状态显示出Li₂MnO₃和LiMO₂的不同类型组成特征，包括“大且孤立分布”和“均匀分散分布”特征。

2) 基于密度泛函理论计算、X射线吸收光谱和不同电压状态下的原子尺度观测，作者发现其分布特性是LRMO异常行为的根本原因。它通过控制反应行为，导致O 2p和TM 3d的电子结构发生变化，从而产生层状结构，阴离子氧化还原的可逆性。

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Haoxiang Zhuo et.al Atomic-Scale Revealing the Structure Distribution between LiMO₂ and Li₂MnO₃ in Li-Rich and Mn-Based Oxide Cathode Materials Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202203354

https://doi.org/10.1002/aenm.202203354