摘要
使用最先进的富镍层状氧化物(LiNix有限公司y锰1−x−yO2,x> 0.5)作为锂离子电池的正极材料，可以将能量和功率密度推到比目前可用的更高的水平1,2。然而，与各向异性晶格应变和应力相关的体积变化在锂(脱)插层过程中会导致正极材料严重的结构不稳定和电化学衰变，当电池在高电压(高于4.5 V)下工作时，这种情况会进一步放大，这对释放其高能至关重要3.,4,5,6。即使经过研究界的大量努力，一种内在的应变抑制方法直接缓解晶格应变的持续积累仍然是难以捉摸的。在这里，通过在层状结构中引入相干钙钛矿相作为“铆钉”，我们通过钉住效应显著减轻了有害的结构演变。与传统材料相比，每一次循环的晶格应变演化明显减少了近70%，显著增强了形态完整性，从而显著提高了电池的循环性能。这种应变抑制的方法拓宽了晶格工程释放锂(脱)插层产生的应变的前景，为发展具有长寿命的高能量密度阴极铺平了道路。
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确认
阿贡国家实验室的这项工作得到了美国能源部(DOE)、能源效率和可再生能源办公室、汽车技术办公室的支持。阿贡国家实验室由芝加哥大学阿贡有限责任公司为美国能源部科学办公室运营，合同编号为。DE-AC02-06CH11357。该研究使用了APS的9-BM, 11-BM, 11-ID-C和32-ID-C波束线，APS是美国能源部科学用户设施办公室，由阿贡国家实验室为美国能源部科学办公室运营，合同编号为。DE-AC02-06CH11357。这项工作也得到了美国能源部EERE车辆技术办公室下属的清洁汽车、中美清洁能源研究中心(CERC-CVC2)的支持。J.L.感谢浙江大学启动研究基金的资助。我们还要感谢任、尹、安德拉德和谢立对同步加速器实验的支持。
作者信息
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贡献
L.W.和J.L.构思了想法，设计了实验。l.w.， T.L.和T.W.进行了基于同步加速器的实验并分析了数据。L.W.和T.L.制备了材料并进行了电化学测量。l.w.， T.W.和J.L.写了手稿。J.L.监督了这个项目。
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王磊，刘涛，吴涛，吴涛。et al。阻应变相干钙钛矿相稳定富镍阴极。自然611, 61 - 67(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05238-3
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DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05238-3
