高镍LiNixCoyMnzO2(NCMxyz, x+y+z=1, x≥0.8)层状氧化物材料被认为是高能量密度锂离子电池的主要候选材料。然而，多晶NCM材料在循环过程中的应力作用下产生的裂纹加速了活性物质的损失和电解质的分解，从而限制了循环寿命。因此，如何从电化学-力学的角度来理解NCM材料在循环过程中的应力演化是改善NCM材料性能的关键。
针对这一问题，华中科技大学黄云辉教授、李真教授提出了一种微型、柔性的光纤传感监测技术，用于原位监测NCM811三元材料在循环过程中的应力演变过程。利用光纤传感器的小尺寸和耐腐蚀性等特点，将其植入NCM811电极内部，获得实际工作条件下的应力信息。通过对比单晶NCM811和多晶NCM811的力学演变规律，获取了NCM811多晶材料的力学失效机制，强调了其一次颗粒各向异性导致的结构应力对循环性能的不利影响。基于此，该文构筑了具有一次颗粒各向同性的多晶NCM811材料来改善其循环过程的电化学-力学行为，循环500圈后仍然具有82%的容量保持率。该工作强调了多晶材料中一次颗粒晶体取向对应力稳定的重要性，为多晶高镍层状氧化物正极的应力演化提供了新的认识，相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review，NSR）。
三元正极材料的电化学-力学特性
NCM811正极材料的应力演变特性
NCM811正极材料的晶体演变过程与相变
力学失效机制
多晶NCM811的力学失效机制
力学稳定多晶材料的构筑
力学稳定多晶材料的构筑
结论
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https://doi.org/10.1093/nsr/nwae254
