采用富鎳層狀氧化物正極的鋰離子電池由于具有較高的實用能量密度而受到人們的關注。對這些材料的固相合成的反應路徑和結構演變的基本理解，對于它們的合理設計和大規模生產的工藝開發至關重要。

在此，清華大學何向明教授、王莉教授&阿貢國家實驗室陳宗海通過現場技術追蹤了固態合成過程中的結構演變，特別強調了鋰化反應和過渡金屬（TM）離子的遷移。?燒結過程受分解反應和鋰化反應的競爭關系支配，可以通過溫度窗口進行調節。控制鋰源的熔點以及它們與正極前驅體的親和力是非常需要的，以便在整個合成過程中保持TM離子的分層排序，從而簡化制造過程并提高制造的正極材料的質量。

圖1. 富鎳層狀氧化物正極的燒結及結構分析

總之，該工作采用原位HEXRD技術和XPS技術表征了固相合成富鎳TM層狀正極材料的反應路徑和鋰化演化過程，研究了TM氫氧前驅體的兩階段本征熱分解反應，提出了熱分解反應與鋰化反應之間的競爭關系，其中所選鋰源的熔點起著重要作用。具有低熔點的鋰鹽，如氫氧化鋰，可以創建具有良好的物質接觸和良好的質量輸運率的固液相界面。同時本文還詳細研究了不同鋰鹽制備富鎳層狀氧化物正極材料的反應過程。預期所提出的競爭關系可用于進一步微調鋰化反應的溫度窗口，優化制備工藝。

圖2. 不同的鋰鹽制備的高鎳正極的電化學性能

Rational synthesis of high-performance Ni-rich layered oxide cathode enabled via probing solid-state lithiation evolution, Nano Energy ?2023 DOI:?10.1016/j.nanoen.2023.108528