1.文章简介
图1：(a) 单晶 LRM 阴极材料的合成和表面改性示意图。(b) SC-LNCM 的扫描电镜图像。(c) SC-LNCM 的放大 SEM 图像，如 (b) 矩形区域所示。(d) TSC-LNCM 的扫描电镜图像。(e) SC-LNCM 的粒度分布。(f) SC-LNCM 和 TSC-LNCM 的 XRD 图谱，(g) 中突出显示了 (003) 和 (101) 峰。
图2：(a) SC-LNCM 和 (b) TSC-LNCM 的峰差异拉曼光谱。(c) SC-LNCM 和 TSC-LNCM 的 Li 1 s、(d) Mn 2p、(e) Mn 3 s XPS 光谱。(f) 原始 SC-LNCM 和 (g) TSC-LNCM 的 HRTEM 图像及相应的 FFT 图形。
拉曼光谱可以表征具有短程有序性的表面相结构。如图 2a-b 所示，SC-LNCM 和 TSC-LNCM 样品的拉曼光谱拟合结果显示出三种类型的峰。472 和 591 cm- 1 处的峰可归因于层状 R-3 m 结构的 Eg（O-M-O 弯曲）和 A1 g（M-O 拉伸）振动（绿色区域）。359、414、557 和 621 cm- 1 处的峰值表明存在 C2/m 对称的 Li2MnO3 相（橙色区域）。值得注意的是，SC-LNCM 和 TSC-LNCM 样品都在 650 cm- 1 附近出现了肩峰，这与尖晶石 Li4Mn5O12 结构中 MnO6 八面体的 Mn-O 振荡有关。然而，TSC-LNCM 在红色区域显示出更高比例的 Mn-O 振动，表明其表面区域尖晶石相的比例更高。进一步的分析表明，与 SC-LNCM 相比，TSC-LNCM 的拉曼峰略有蓝移。拉曼振动蓝移的典型解释是表面涂层导致键和内应力缩短。结合对拉曼尖晶石特征峰和蓝移的分析，表明 TSC-LNCM 中存在尖晶石涂层。因此，可以得出结论：我们的改性策略在不影响单晶形态和体相结构的前提下，实现了尖晶石相的原位构建。如图 2c 所示，TSC-LNCM 的 Li 1 s 峰强度弱于 SC-LNCM，表明粒子表面通过 Li+/H+ 交换损失了部分 Li+。如图 2d-e 所示，Mn 2p3/2 峰没有明显的移动，但拟合分裂峰发现表面改性后 Jahn-Teller 活性 Mn3+ 的比例降低，这可能会减少 Mn 的溶解和不可逆相变。
图3：(a) 初始充放电曲线和 (b) 相应的 dQ /dV 曲线，速率为 0.1 C，温度为 30 ℃。(c) PCLNCM、SC-LNCM 和 TSC-LNCM 的速率性能和 (d) GITT 分析。(e) SC-LNCM 和 (f) TSC-LNCM 的 (003) 峰的前两个周期的原位 XRD 光谱和二维等值线图。
如图 3e-f 所示，两种样品在充电和放电过程中都表现出类似的（003）衍射峰移动趋势。在充电过程中，晶面间距首先因 Li+ 的提取而扩大，然后因 Li2MnO3 相的活化而缩小，这在放电过程中正好相反。值得注意的是，在第一个循环活化后，TSC-LNCM 在第二个充电过程中比 SCLNCM 显示出更小的（003）峰位移，而且在第二个循环结束时也有更小的（003）峰位移。这些结果表明，尖晶石涂层的存在可以缓解循环过程中与体积变化相关的不可逆相变，有利于长时间循环过程中的结构保持。
图4:(a) 1 C 和 30摄氏度时的循环性能和相应的库仑效率。(b) 电化学性能与文献报告的比较。(c) SC-LNCM、TSC-LNCM1（在 25 ℃下用硼酸处理 1 小时）和 TSC-LNCM（在 60℃下用硼酸处理 1 小时）在 (d) 1 C 和 (e) 0.5 C 下初始循环的放电比容量衰减率；(f) 1 C 下的放电能量密度；(g) 充电至 4.8 V 的去钙化 PC-LNCM、SC-LNCM 和 TSC-LNCM 的 DSC 曲线。
4.文章总结
