Science锂电池单晶富镍正极的裂纹形

太平洋西北国家实验室JieXiao教授课题组从原子尺度深入探索单晶富镍正极材料的裂纹形成机理，并提出了抑制正极材料开裂的策略。作者利用尺寸为3μm的单晶富镍正极材料LiNi0.76Mn0.14Co0.1O2作为模型材料，基于AFM和理论模型，探究富镍正极的电化学行为和结构变化。随着材料充电和锂的脱嵌，沿（）平面可观察到可逆的平面滑移和微裂纹，在放电时会发生可逆过程，使得微裂纹消失。微观结构缺陷的可逆形成与晶格中锂原子的浓度梯度引起的局部应力相关。作者利用扩散引起的应力模型，探究平面滑移的起源，提出了稳定富镍正极的有效方法：将晶体尺寸减小到3.5μm以下；通过改变结构对称性，吸收更多应变能；简单地优化电荷深度，无需牺牲大量可逆能量。该研究探索了单晶富镍正极材料裂纹形成的机理，并提出了抑制正极材料开裂的策略，为提高锂电池寿命提供了新的思路。

文献信息：题目：Reversibleplanarglidingandmicrocrackinginasingle-crystallineNi-richcathode.DOI：10./science.abc.链接：