厦大/华科AFM：微结构工程增强富锂正极的导电性和机械坚固性

富锂锰基层状氧化物（LRLO）被认为是高能量密度锂离子电池（LIB）的理想正极候选材料。然而，严重的容量/电压衰减和较差的倍率性能阻碍了它们的实际应用。

图1. 材料表征

厦门大学谢清水、彭栋梁、华中科技大学杨辉等提出了一种微结构工程策略，设计出了独特的杨梅状Li_1.2Mn_0.54Co_0.13Ni_0.13O₂（LRLO-S）正极材料，该材料由球形内核和径向取向纳米棒自组装的外壳组成，其具有内在的快速电子和离子传输能力，有利于提高循环过程中的电化学反应动力学。同时，壳层中纳米棒的径向纹理形成了由热力学稳定的（003）平面构成的天然保护界面，可有效抵抗电解液腐蚀。

图2. LRLO-S正极的电化学性能

此外，有序自组装纳米棒的配置能有效调节应力和应变，从而稳定晶格框架，最终提高了LRLO的循环稳定性。因此，精心设计的LRLO-S正极具有显著的高倍率长期循环稳定性，其在1 C下循环500次后容量保持率高达91.2%，在5 C下循环1000次后容量保持率高达81.3%；更重要的是，电压稳定性大大增强，在1 C下循环500次后电压保持率高达89.6%。

图3. LRLO-S的多种优势示意图

Intrinsic Highly Conductive and Mechanically Robust Li-Rich Cathode Materials Enabled by Microstructure Engineering for Enhanced Electrochemical Properties. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202308494