電化學(xué)反應(yīng)與機(jī)械響應(yīng)之間復(fù)雜的相互作用深刻影響著鋰離子電池電極的性能和使用壽命,，因此全面了解這一點(diǎn)至關(guān)重要,。這對(duì)于基于插層的電極尤為重要，因?yàn)樵谶@種電極中,，反復(fù)的離子（脫）插層過(guò)程會(huì)造成累積疲勞和機(jī)械應(yīng)力,，通常會(huì)導(dǎo)致電極材料失效（稱為電化學(xué)機(jī)械降解）。在傳統(tǒng)的多晶顆粒電極中,，這些失效模式主要有兩種表現(xiàn)形式：晶間裂紋（晶粒間出現(xiàn)的裂紋）和晶粒內(nèi)裂紋（單個(gè)晶粒內(nèi)出現(xiàn)的裂紋）,。傳統(tǒng)上，由電化學(xué)反應(yīng)引起的晶間裂紋擴(kuò)展一直被認(rèn)為是決定多晶陰極材料循環(huán)壽命的關(guān)鍵因素,，因此有大量研究致力于減輕其影響,。然而,，最近的研究也表明,，即使是沒(méi)有晶界的單晶陰極，在不同的循環(huán)規(guī)程下仍會(huì)出現(xiàn)一致的電化學(xué)機(jī)械容量衰減,，這表明應(yīng)重新仔細(xì)研究晶內(nèi)裂紋的影響,。

根據(jù)文獻(xiàn)記載，層狀結(jié)構(gòu)中的晶內(nèi)裂紋表現(xiàn)出幾個(gè)顯著特點(diǎn),，這些特點(diǎn)在不同的觀察中都能找到,。首先，這些裂紋通常以平面特征形成,，沿晶體學(xué) a-b 平面傳播,。此外，這些裂紋主要是在反復(fù)循環(huán)的高壓操作過(guò)程中產(chǎn)生的（vs.Li+/Li >4.5 V）,。在這種高截止電壓下,，層狀氧化物過(guò)渡到高度脫鋰狀態(tài),，引發(fā)層狀平面沿（00l）平面相互滑動(dòng)。這種滑動(dòng)通常是由具有不同對(duì)稱堆積的層狀結(jié)構(gòu)（如 O3 型和 O1 型層狀氧化物）之間的相變引發(fā)的,，取決于母相的成分,。在這方面，可以推測(cè)大規(guī)?；袝?huì)導(dǎo)致沿平面的機(jī)械降解,，從而產(chǎn)生粒內(nèi)裂紋。然而,，應(yīng)該注意的是,，從一個(gè)穩(wěn)定相到另一個(gè)穩(wěn)定相的滑行過(guò)渡本身在理論上是可逆的，而兩個(gè)不同堆積層之間的理想過(guò)渡需要最小的晶格失配以及協(xié)調(diào)的層運(yùn)動(dòng),。此外,，層狀材料中經(jīng)常出現(xiàn)沿平面的粒內(nèi)裂縫，而沒(méi)有預(yù)期的滑動(dòng)轉(zhuǎn)變,。這就提出了一個(gè)基本問(wèn)題,，即層狀結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力如何沿平面分布，并最終導(dǎo)致機(jī)械故障,，如形成平面粒內(nèi)裂縫,。這也使人們注意到層狀材料固有缺陷的潛在存在，以及它們?cè)诨羞^(guò)程中產(chǎn)生層間各向異性應(yīng)力場(chǎng)的作用,。

在此背景下,，近日，首爾國(guó)立大學(xué)Kisuk Kang教授團(tuán)隊(duì)重新審視了高能量密度層狀氧化物的電化學(xué)機(jī)械降解機(jī)制,，并以單晶 O2- 型富鋰層狀氧化物--一種新興的高能量正極材料--為模型系統(tǒng),，提供了旋轉(zhuǎn)堆疊斷層（RSFs）可能是闡明內(nèi)部裂紋過(guò)早形成/擴(kuò)展的關(guān)鍵因素的實(shí)質(zhì)性證據(jù)。

本工作揭示了層狀鋰過(guò)渡金屬氧化物中存在的旋轉(zhuǎn)堆疊斷層（RSF）,，這些斷層是由不同角度的特定堆疊序列引起的,，并證明了它們?cè)跊Q定結(jié)構(gòu)/電化學(xué)穩(wěn)定性方面的關(guān)鍵作用。研究人員的綜合實(shí)驗(yàn)和計(jì)算表明,，RSFs 可促進(jìn)層狀氧化物中氧的二聚化和過(guò)渡金屬的遷移,，從而促進(jìn)微裂紋的成核/擴(kuò)展，同時(shí)在循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生累積性的電化學(xué)機(jī)械降解,。研究人員進(jìn)一步表明,，熱缺陷湮滅作為一種潛在的解決方案，可以抑制 RSF,，減少微裂紋,，提高富鋰層狀正極的循環(huán)能力。RSFs的出現(xiàn)很常見(jiàn),，但以前卻被忽視了,，這為高能量密度層狀氧化物陰極的合成提供了新的指導(dǎo),。

該成果以“Electrochemomechanical failure in layered oxide cathodes caused by rotational stacking faults”為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Materials》。第一作者：Donggun Eum, Sung-O Park, Ho-Young Jang,。

層狀結(jié)構(gòu)中的 RSF

從歷史上看,，堆積斷層主要是指原子平面的規(guī)則堆積序列（例如 ABCABC......）因缺失（內(nèi)在堆積斷層）或增加一個(gè)額外平面（外在堆積斷層）而被打亂。然而,，當(dāng)原子層因旋轉(zhuǎn)而錯(cuò)位時(shí)也會(huì)產(chǎn)生堆疊斷層,，即 RSF。RSF 是公認(rèn)的層狀材料（如少層石墨烯和 MoS2 薄片）中的缺陷,，層與層之間以特定角度疊加,，從而產(chǎn)生新的特性。然而,，盡管在早期對(duì)富鋰層狀材料的研究中已初步討論了 RSFs 的存在,，但由于很難對(duì)其進(jìn)行觀察，因此電池領(lǐng)域?qū)ζ涞恼J(rèn)識(shí)和討論尚未得到很好的確立,。在傳統(tǒng)的 NCM（Li(Nix,Coy,Mnz)O2,，0 < x、y,、z < 1）陰極中,，過(guò)渡金屬之間的特定面內(nèi)有序性很難區(qū)分。因此,，即使存在特定角度的超結(jié)構(gòu)有序性,，確認(rèn) RSF 的存在仍然是一件難事。相反,，富鋰層狀材料通常具有過(guò)渡金屬層內(nèi)鋰錳有序的特點(diǎn),，如 LiMn6 蜂窩狀超結(jié)構(gòu)--這是類(lèi)似 Li2MnO3 結(jié)構(gòu)域的標(biāo)志（圖 1a）。在這種結(jié)構(gòu)中,，每個(gè)鋰離子和錳離子在特定的投影方向上排列成一條線,，沿[100]方向觀察時(shí)形成明顯的 TM-TM 啞鈴狀（其中 TM 表示過(guò)渡金屬）（圖 1b）。過(guò)渡金屬層中的這種獨(dú)特排序有助于區(qū)層狀與層之間的不同,，從而清楚地看到層狀結(jié)構(gòu)中存在的各種堆疊序列,。

圖1 |層狀結(jié)構(gòu)中的RSFs。

對(duì)于單層中的給定 TM 構(gòu)型,，根據(jù)相鄰兩層之間上層結(jié)構(gòu)的排列,，可以產(chǎn)生三種不同的堆積序列，以下簡(jiǎn)稱為 α,、β 和 γ 序列（圖 1c-e）,。雖然這些堆疊序列在平面上適當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)都是等效的,，但根據(jù)相鄰蜂窩結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置，它們可以進(jìn)一步細(xì)分為兩類(lèi)：α（I）/α（II）,、β（I）/β（II）和γ（I）/γ（II）,。例如，圖 1c（左）展示了一個(gè)示例,，兩個(gè)相鄰的 TM 層在沿 a 方向投影時(shí)顯示出相同的堆疊序列,。然而，在實(shí)際應(yīng)用中,，兩個(gè) TM 層之間沿 a 軸的平移運(yùn)動(dòng)不同（圖 1c,，右），會(huì)出現(xiàn)兩種堆疊序列子類(lèi)型,；情況（I）是上層蜂窩結(jié)構(gòu)比下層上層結(jié)構(gòu)沿 a 軸從原點(diǎn)向下的位置更遠(yuǎn),，反之亦然（II）。同樣,，β 和 γ 序列也可細(xì)分為（I）和（II）結(jié)構(gòu)（分別見(jiàn)圖 1d,、e）。即使在兩個(gè)層之間也存在這些不同的堆疊模式,，這意味著在同時(shí)堆疊多個(gè) TM 層的層狀材料中可以產(chǎn)生復(fù)雜多樣的缺陷,。圖 1f 展示了如何將 α 層結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到一定角度，在 O2- 型層狀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生獨(dú)特的 α,、β 和 γ 堆積順序視圖,。值得注意的是，在 α 層相中的特定旋轉(zhuǎn)角度下,，應(yīng)能觀察到這些特定的順序構(gòu)型,。因此，當(dāng)沿著 0°投影角度檢測(cè)到這些應(yīng)在特定旋轉(zhuǎn)角度觀測(cè)到的多重堆疊序列時(shí),，就能識(shí)別 RSF,。這些獨(dú)特的堆疊特征可通過(guò)兩種相似的途徑產(chǎn)生。

RSF 導(dǎo)致的電化學(xué)機(jī)械失效

為了更全面地了解 RSF 如何影響層狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,，研究人員對(duì)三種具有代表性的模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了密度泛函理論（DFT）計(jì)算：0° 的無(wú)斷層單一單元以及含有 120° RSF 和 240° RSF 的斷層多個(gè)單元（圖 2a-c）,。研究人員的計(jì)算表明，在不含 RSF 的模型中,，堆疊序列在充電過(guò)程中保持不變,，該模型的特點(diǎn)是沿 [100] 投影的 α 序列。有趣的是,，在結(jié)構(gòu)中引入 RSF 后,，界面上的每個(gè) TM 板都會(huì)獨(dú)立滑動(dòng)，從而在充電過(guò)程中縮短了氧化氧之間的鍵長(zhǎng)（圖 2b、c）,。本工作結(jié)果還表明,，二聚化氧成分大大降低了 TM 遷移的能壘。這使得去配位氧二聚體的 O-O 鍵長(zhǎng)度收縮到了 1.34 ? 以下,，甚至比超氧化物的 O-O 鍵長(zhǎng)度還要短,。

圖 2：RSF 與層狀結(jié)構(gòu)中平面裂紋之間的相關(guān)性,。

為了進(jìn)一步探索這些滑行模式與層狀結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)微裂縫之間的機(jī)理關(guān)系，研究人員在 298 K 下進(jìn)行了原子分子動(dòng)力學(xué)模擬（AIMD）,。AIMD 模擬的結(jié)果（圖 2d）顯示了一種自催化行為：隨著時(shí)間的推移,，過(guò)渡金屬在 RSF 區(qū)域附近的遷移量增加，這反過(guò)來(lái)又加速了短氧二聚體（以黃色氧原子表示）的形成,。正如快照中捕捉到的那樣,，在整個(gè) 25 ps 的時(shí)間跨度內(nèi)，過(guò)渡金屬遷移量的逐漸增加是由黑色箭頭追蹤的,，在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi),，氧鍵的平均長(zhǎng)度都在持續(xù)減少。特別的,，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間（>1,800 fs）后,，縮短的 O-O 鍵長(zhǎng)度變得相當(dāng)接近分子氧鍵長(zhǎng)度（~1.20 ?），同時(shí)伴隨著沿 RSF 區(qū)域的粒內(nèi)裂紋的出現(xiàn)和發(fā)展,。另一個(gè)模型也得到了類(lèi)似的結(jié)果,，該模型具有不同程度的 TM 遷移。這些理論研究提供了令人信服的證據(jù),，表明層狀結(jié)構(gòu)中的 RSF 在層狀陰極晶內(nèi)微裂紋的形成和擴(kuò)散過(guò)程中起著關(guān)鍵作用,，從而危及氧氧化還原的可逆性。

對(duì)原始和第十次循環(huán)的 O2- 型富鋰層狀正極進(jìn)行掃描透射電子顯微鏡（STEM）測(cè)量,，并結(jié)合幾何相分析（GPA）（一種廣泛用于識(shí)別結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變場(chǎng)的方法）,，證實(shí)了計(jì)算預(yù)測(cè)（圖 2e,f）。在原始狀態(tài)下（圖 2e）,，如插圖所示,，TM 啞鈴的信號(hào)清晰可辨，從這些信號(hào)中可以明顯地將每個(gè)堆積歸為 α,、β 或 γ（α,、β 和 γ 堆積分別為綠色、黃色和藍(lán)色梯形）,。它揭示了一個(gè)區(qū)域中存在多個(gè)堆疊序列,，表明原始電極中存在大量的 RSF。有趣的是,，剪切應(yīng)變的 GPA 圖（εxy）證實(shí)了不同堆疊之間的界面存在一組奇異點(diǎn)（白色虛線框）,，在這些奇異點(diǎn)處應(yīng)變場(chǎng)不連續(xù)，機(jī)械應(yīng)變高度集中,。鑒于應(yīng)變場(chǎng)主要源于發(fā)生在 c 軸和 a-b 平面之間的εxy,，而 TM 疊層在此發(fā)生移動(dòng)，因此必須認(rèn)識(shí)到固有的 RSF 會(huì)沿垂直方向釋放相對(duì)于層平面的累積應(yīng)力,。

更重要的是,，研究人員發(fā)現(xiàn)這些輪廓分明的層在循環(huán)后會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形（圖 2f）。伴隨著這些層降解,，同時(shí)檢測(cè)到了各種機(jī)械故障,，包括邊緣位錯(cuò)（紅色虛線區(qū)域）和晶粒內(nèi)裂紋（白色虛線區(qū)域），在這些裂紋中出現(xiàn)了不可逆的化學(xué)變化,。層狀結(jié)構(gòu)的破壞最終導(dǎo)致了不規(guī)則的奇異點(diǎn)（黃色虛線圓圈）,，這些奇異點(diǎn)最初保持線性形態(tài)?？紤]到層狀陰極沿 a-b 平面出現(xiàn)的顯著機(jī)械退化,，以及裂紋/滑動(dòng)的明顯平面特征，這有力地證明了原始狀態(tài)下 εxy 的線性場(chǎng)與這些陰極在反復(fù)循環(huán)過(guò)程中的機(jī)械退化密切相關(guān),。

RSF 的熱湮滅

為了進(jìn)一步驗(yàn)證研究人員的假設(shè)：RSF 是電化學(xué)機(jī)械降解的熱點(diǎn),，研究人員通過(guò)有意改變層狀結(jié)構(gòu)中的 RSF 數(shù)量來(lái)制備對(duì)比電極。為了修復(fù)缺陷,，研究人員系統(tǒng)地進(jìn)行了熱湮滅,，預(yù)計(jì)這將改變 RSF 的含量。通過(guò)這種方法,，研究人員小心地改變了 P2 型鈉層狀氧化物的退火溫度--即離子交換前的前驅(qū)相--從而控制了富鋰層狀材料中 RSF 的存在,。圖 3a 展示了通過(guò)原位加熱 X 射線衍射 (XRD) 測(cè)量捕捉到的 P2 母相的結(jié)構(gòu)演變。結(jié)果表明,，隨著退火溫度從 750 ℃ 升高到 950 ℃,，P2 型層狀框架保持不變，只是超結(jié)構(gòu)衍射峰發(fā)生了轉(zhuǎn)變（虛線框表示）,，這表明 TM 層的超晶格階次發(fā)生了變化,。通過(guò)計(jì)算模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)這種超結(jié)構(gòu)模式的轉(zhuǎn)變與 P2 結(jié)構(gòu)中 RSF 的存在密切相關(guān),。重要的是,，在 950 ℃ 時(shí)觀察到的超結(jié)構(gòu)模式與模擬結(jié)構(gòu)中的超結(jié)構(gòu)模式一致，在模擬結(jié)構(gòu)中,，TM 層是理想排列的,，沒(méi)有 RSF。這表明，目標(biāo)層狀氧化物中的 RSF 可以在額外的退火過(guò)程中被熱湮滅,。根據(jù)上述觀察結(jié)果,，研究人員選擇了在 750、800,、850,、900 和 950 ℃ 不同溫度下退火的五個(gè)樣品，并得到了相應(yīng)的 O2 型鋰相,。圖 3b 和 c 分別比較了在這些溫度下合成的 P2 型和 O2 型材料的 (002) 布拉格峰及其相關(guān)的半最大全寬 (FWHM) 值,。無(wú)論退火溫度如何，每種 P2- 和 O2- 型材料都表現(xiàn)出相似的板間距離,，主 (002) 峰位于每個(gè)系列中的相同位置,。但是，它們的峰寬值卻有明顯不同,；在較高溫度下處理的樣品峰寬明顯更窄,，這表明結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微應(yīng)變減小。此外,，950 ℃ 樣品（圖 3d）的五個(gè)不同峰值對(duì)應(yīng)于無(wú)旋轉(zhuǎn)缺陷的 O2 結(jié)構(gòu)超晶格,，進(jìn)一步證實(shí)了 RSF 的湮滅。

圖3 |熱效應(yīng)對(duì)rfs的湮滅。

對(duì)退火的 O2- 型層狀樣品進(jìn)行 STEM 分析（圖 3e-g）,，可以更直接地看到 RSF 的消除,。對(duì)于低溫退火的樣品（圖 3e、f）,，在層狀結(jié)構(gòu)中存在 α-,、β- 和 γ 堆積序列的隨機(jī)混合。這種隨機(jī)堆疊以及由此產(chǎn)生的 RSF 導(dǎo)致沿 a-b 平面的εxy 出現(xiàn)集中奇點(diǎn),，尤其是在不同層序之間的界面處,，這些異常在快速傅立葉變換（FFT）分析中表現(xiàn)為明顯的條紋線（紅色箭頭，插圖）,。與此相反,，堆疊序列卻出奇地排列整齊，尤其是在 950 ℃ 下退火的樣品,，沿著[100]區(qū)軸線顯示出完整的 α 堆疊序列,，只有少數(shù) RSF 可能在離子交換過(guò)程中發(fā)生演變（圖 3g）。FFT 圖譜中條紋線的消失和清晰斑點(diǎn)的出現(xiàn)進(jìn)一步證明了有序 TM 層的存在,，這與研究人員對(duì)電子衍射圖譜的模擬結(jié)果一致,。這種高溫下的缺陷湮滅反過(guò)來(lái)又會(huì)在整個(gè)結(jié)構(gòu)中形成連續(xù)的應(yīng)變場(chǎng),，從而消除了潛在機(jī)械退化的內(nèi)在熱點(diǎn)。

抑制電化學(xué)機(jī)械降解

研究人員發(fā)現(xiàn),，在 950 ℃ 下退火的樣品在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中對(duì)機(jī)械退化的抵抗力最強(qiáng),。圖 4a 和 b 展示了通過(guò) X 射線納米成像觀察到的 850 ℃ 和 950 ℃ 電極在第十次電化學(xué)循環(huán)期間單個(gè)顆粒內(nèi)部裂紋的演變。圖形表示隨機(jī)選取的五個(gè)顆粒的平均裂紋體積比與特定電壓的函數(shù)關(guān)系,，右側(cè)顯示了每個(gè)電壓下的代表性顆粒圖像,。如圖 4a 所示,，在第十個(gè)周期的初始狀態(tài)下,，850 ℃ 的電極已經(jīng)含有 1.43% 的內(nèi)部缺陷（顆粒圖像中的藍(lán)色區(qū)域）。雖然這一初始值僅略高于 950 ℃ 電極的 0.5% 值（圖 4b）,，但在充電過(guò)程中,，尤其是在高壓區(qū)（>4.2 V），兩者之間的差異變得非常明顯,。在 4.0,、4.2 和 4.6 V 電壓下，850 ℃電極的裂紋體積比分別急劇增加到 2.05%,、2.99% 和 4.95%,。相比之下，950 ℃電極中的裂紋率保持穩(wěn)定,，沒(méi)有明顯變化,，即使在 4.6 V 時(shí)也只有 1.32%。放電時(shí),，雖然裂紋率會(huì)可逆地恢復(fù),，但 850 ℃ 電極在循環(huán)后的裂紋率值略高（九個(gè)和十個(gè)循環(huán)后分別為 1.43% 和 1.51%），這表明晶粒內(nèi)缺陷在反復(fù)循環(huán)中逐漸積累,。為了進(jìn)一步凸顯電極在循環(huán)過(guò)程中的不同累積水平,，對(duì)原始、第 10 次充電和第 50 次充電狀態(tài)下的五個(gè)代表性顆粒進(jìn)行了渲染和比較,。從圖 4c 中的定量分析可以明顯看出,，隨著循環(huán)的進(jìn)行，850 ℃ 電極中晶內(nèi)裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展加劇,，這與 950 ℃ 電極的穩(wěn)健表現(xiàn)截然不同,。850 ℃ 樣品中的微裂紋體積不斷增加，從原始狀態(tài)下的 0.21% 增加到第 10 次和第 50 次循環(huán)時(shí)的 4.95% 和 10.59%,。850 ℃電極中這種明顯的缺陷積累與950 ℃電極形成鮮明對(duì)比,，后者即使在50次循環(huán)后仍保持了相當(dāng)完美的結(jié)構(gòu)，缺陷體積分?jǐn)?shù)僅占3.22%,。這些不同程度的平面開(kāi)裂證實(shí)了 RSFs 對(duì)層狀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的不利作用,，并為高能層狀陰極電化學(xué)機(jī)械故障的起源提供了直接證據(jù),。

圖 4：通過(guò)熱湮滅抑制電化學(xué)機(jī)械降解,。

結(jié)構(gòu)和機(jī)械堅(jiān)固性的增強(qiáng)最終有助于提高陰極材料的電化學(xué)循環(huán)能力，因?yàn)楦鶕?jù)研究人員最近的研究結(jié)果,，這兩種性能是密切相關(guān)的,。圖 4d-f 顯示了每種電極在不同的 RSF 度下的總體保持性能。除 750 ℃ 樣品外,，其他富鋰層狀陰極在長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)中都表現(xiàn)出了穩(wěn)定的電壓保持能力,，這證明了 O2- 型富鋰層狀結(jié)構(gòu)固有的穩(wěn)定性（圖 4d）。750 ℃電極性能不佳的部分原因可能是低溫退火造成的結(jié)構(gòu)缺陷,。圖 4e 揭示了電極容量保持率與退火溫度之間的明顯相關(guān)性,；60 次循環(huán)后的放電容量隨退火溫度的升高而成正比增長(zhǎng)，記錄的容量分別為 218.8,、213.5,、173.0、152.9 和 131.2 mAh g-1,，RSF 較少的樣品的庫(kù)侖效率更高,。令人印象深刻的是，即使經(jīng)過(guò) 100 次循環(huán),，在 950 和 900 ℃ 下退火的電極仍能分別保持 207.8 和 203.1 mAh g-1 的容量--考慮到這些電極中大量存在易氧化的氧氧化還原（約 90%）,，這一成就尤為顯著。因此,，根據(jù)比容量和放電電壓得出的能量密度保持率（圖 4f）與合成溫度密切相關(guān),。在高溫（900 和 950 ℃）下合成的電極的能量密度保持率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)在低溫下退火的電極。此外,，即使不使用涂層材料或電解質(zhì)添加劑進(jìn)行高電壓操作,，950 ℃電極也能在更長(zhǎng)的周期內(nèi)顯示出比其他電極更持久的充放電曲線。這些結(jié)果清楚地表明,，結(jié)構(gòu)中的 RSF 數(shù)量在決定層狀陰極材料的循環(huán)性方面起著關(guān)鍵作用,。然而，如何抵御高溫處理電極中逐漸出現(xiàn)的微妙電化學(xué)退化仍是一個(gè)挑戰(zhàn),，值得進(jìn)一步探索,。

【結(jié)論】

本工作揭示了 RSFs 在層狀鋰過(guò)渡金屬氧化物中的基本作用，開(kāi)創(chuàng)性地探討了它們對(duì)高能量密度層狀陰極電化學(xué)性能的影響,。研究人員的綜合理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),，這些原子排列決定性地引發(fā)并加劇了晶內(nèi)微裂紋的形成。這強(qiáng)調(diào)了管理 RSFs 以應(yīng)對(duì)高容量層狀氧化物電化學(xué)機(jī)械故障的重要性,。這些發(fā)現(xiàn)不僅為未來(lái)電池設(shè)計(jì)具有彈性的高能量層狀陰極指明了新的設(shè)計(jì)方向,，還為同時(shí)解決富鋰層狀陰極固有的電壓和容量衰減問(wèn)題提出了可行的策略,。