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第一作者：Tianwei Cui，Jialiang Xu

通訊作者：付永柱，李翔

通訊單位：鄭州大學

付永柱，鄭州大學化學學院特聘教授、博士生導師，國家“萬人計劃”科技創新領軍人才，化學學院副院長、能源化學研究所所長，河南化學會常務理事，英國皇家化學學會會士（FRSC），國際先進材料協會會士（FIAAM）。

李翔，鄭州大學化學學院?直聘副教授，博士就讀于日本筑波大學，師從國際知名電化學專家周豪慎教授，研究方向為傳統層狀富鋰正極材料的氧活化行為及其電化學性能的改進，在鋰離子電池、鈉離子電池的材料設計以及表征等方面積累了豐富的經驗。

論文速覽

富鋰層狀氧化物的進一步實際應用受到電壓衰減和氧化還原不對稱的阻礙，這與涉及不可逆過渡金屬遷移的結構退化密切相關。研究表明，在O2型材料中，上層結構有序排列有序排列可以有效抑制電壓衰減和氧化還原不對稱性。

本文闡明了即使在無上層結構有序排列的Ru基O2型氧化物中，也能實現高度可逆的過渡金屬遷移。研究證實，在無上層結構的O2型結構中，Ru與Mn相比可以解鎖完全不同的遷移路徑。Ru的高可逆遷移有助于陰極保持結構穩定性，實現顯著的容量保持、可忽略的電壓衰減和抑制的氧氧化還原不對稱性。

該研究解開了一個死結：沒有上層結構有序化就無法實現具有抑制電壓衰減和氧化還原不對稱性的高性能富鋰層狀氧化物陰極材料。

圖文導讀

圖1：LLRO的結構表征。

圖2：LLRO具有優異的電化學性能。

圖3：LLRO中的TM遷移現象。

圖4：LLRO和Li2RuO3的結構演化。

圖5：LLRO的電荷補償機制。

圖6：LLRO在充放電過程中的氧行為。

總結展望

本研究成功設計并合成了一種新型無上層結構有序化富鋰Ru基O2型層狀氧化物陰極材料，通過實驗和理論計算揭示了Ru離子的高度可逆遷移機制。該材料展現出了卓越的結構穩定性和氧化還原對稱性，從而實現了優異的電化學性能，包括高容量保持和低電壓衰減。

這項工作不僅為理解富鋰層狀氧化物中的過渡金屬遷移提供了新的視角，也為未來設計和開發具有高能量密度和長循環穩定性的鋰離子電池陰極材料提供了重要的指導。

文獻信息

標題：Highly reversible transition metal migration in superstructure-free Li-rich oxide boosting voltage stability and redox symmetry

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48890-1

原創文章，作者：wang，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/09/4a1e16212b/

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