近日，我校材料冶金化学学部新能源动力电池及其材料研究所师生在国际顶级期刊Nano Energy（影响因子16.602）发表研究论文，题为“Na-substitution Induced Oxygen Vacancy Achieving High Transition Metal Capacity in Commercial Li-rich Cathode”。我校青年教师马全新博士为论文第一作者，钟盛文教授为该论文第一通讯作者，江西理工大学为论文第一完成单位，我校硕士研究生陈在军为论文第二作者。研究创新地提出一种预嵌非化学计量比钠来取代锂的方法，诱导层状富锂锰基正极材料表面氧空位的产生来激活部分过渡金属锰电化学活性，从而减少充放电循环过程中氧的释放和电压衰减。
在寻找实现高能密度锂离子电池的理想正极材料中，层状富锂锰基正极材料由于其高的比能量和低的材料成本，受到了科学界和产业界的广泛关注。然而，它们在高电压（大于4.5 V）实际应用中仍然受到大的首次不可逆容量损失、严重电压衰减和广泛氧释放等问题的困扰。
在这项工作中，作者提出了一个简单而有效且可规模化量产的合成路线，基于改性前驱体的合成具有表面氧空位的层状富锂锰基正极材料。表面氧空位的形成极大地促进了层状富锂锰基正极材料的结构稳定性和Li扩散速率，最终导致更高的比容量、更好的循环稳定性和更小电压衰减。理论计算和结构研究证实了氧空位富含在富锂锰基正极材料表面而不是本体中，以及造成层状材料Li层空间的增大，这有利于材料晶格的稳定，并使O层之间的Li离子具有快速扩散能力，大幅度提高了富锂锰基正极材料的综合电化学性能。
（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105622）
