锰基材料储量丰富、价格低廉、性能稳定，具有成为下一代锂离子电池正极材料的巨大潜力。
今日，美国 加利福尼亚大学伯克利分校（University of California，Berkeley）Han-Ming Hau, Zijian Cai，Gerbrand Ceder等，劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）Tara Mishra等，在Nature Nanotechnology上发文，报道了在较大颗粒正极材料中，利用锰阳离子的迁移率，以获得具有增强电化学性能独特的纳米尺寸微结构。通过结合原子分辨率的扫描透射电子显微镜、四维扫描电子纳米衍射和原位X射线衍射，研究发现，当部分脱锂的、高锰含量的、无序岩盐正极被轻微加热时，形成了尺寸为3–7nm部分有序尖晶石畴的纳米镶嵌nanomosaic，并在反相边界处antiphase boundaries相互碰撞。这些畴结构的短相干长度，消除了规则尖晶石中3V附近存在的不利两相锂化反应，并将转变为固溶体。这种纳米畴结构，实现了良好的倍率性能，并在平均初级颗粒尺寸约为5µm（部分）无序材料中，提供了200mAhg-1放电容量。这项工作，不仅可用于开发高性能地球丰产的锰基正极材料合成策略，而且还为纳米工程类尖晶石相，提供了结构见解。![]()
Earth-abundant Li-ion cathode materials with nanoengineered microstructures.
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图1: Li1.2Mn0.65Ti0.15O1.9F0.1，L12M65相演变。
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图2: L07M65-D的原位加热XRD。
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图3: 扫描纳米束衍射scanning electron nanodiffraction，SEND，L12M65、L07M65-D和L07M65-DH特性。
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图4: L07M65-DH多模态表征。
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图5: L12M65和L07M65-DH电化学性能。
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图6: 第一次循环期间，L07M65-DH和LiMn2O4原位XRD。
Hau, HM., Mishra, T., Ophus, C. et al. Earth-abundant Li-ion cathode materials with nanoengineered microstructures. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01787-yhttps://www.nature.com/articles/s41565-024-01787-y声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
