综述：水基电解质中的氢键工程：面向低温电池应用的策略

本文创新性地提出通过调控前驱体电子结构（Ni-O-Mn构型）同步锂化与分解动力学，有效抑制镍富集层状氧化物（NCMA）高温烧结过程中的纳米孔缺陷形成。研究结合原位高温XRD和密度泛函理论（DFT）计算，证实表面电荷转移加速和Li+插入能垒降低可提升材料机械完整性，最终实现93.4%的1C循环容量保持率。

　　

相演变行为在烧结过程中的作用机制

通过共沉淀法制备三种元素梯度分布的Ni_0.89Co_0.05Mn_0.05Al_0.01(OH)₂前驱体（NCMA-Al/NCMA-Co/NCMA-Mn）与均质前驱体对比研究。原位高温XRD揭示NCMA-Mn样品在烧结过程中表现出更快的Li⁺插入动力学，这归因于表面Ni-O-Mn构型单元通过超交换作用形成的内建电场。密度泛函理论计算显示该构型可使Li⁺嵌入能垒降低0.3eV，显著促进拓扑锂化反应。

电子结构调控对纳米孔抑制的分子机制

热重-差示扫描量热（TG-DSC）分析证实前驱体分解与锂化反应的动力学竞争关系。当表面Ni-O-Mn构型比例提升时，t_2g轨道活化增强导致电荷转移速率提升47%，使锂化反应在热分解产生氧空位前完成。透射电镜显示NCMA-Mn正极材料纳米孔密度降低82%，氧损失量减少至均质样品的1/3。这种结构优势使循环后正极颗粒裂纹扩展深度控制在200nm以内。

材料性能的 electrochemical 验证

电化学测试表明，优化后的NCMA-Mn正极在2.7-4.3V电压范围内展现出209mAh/g的初始比容量。经过100次1C循环后容量保持率达93.4%，显著优于对照组的86.7%。原位X射线衍射证实该材料在充放电过程中相变可逆性提升，层状结构参数c/a比波动范围缩小15%，表明晶体结构稳定性增强。

结论与展望

该研究开创性地通过前驱体表面电子结构设计调控烧结动力学，为高稳定性层状氧化物正极制备提供新思路。未来研究可进一步探索多元金属协同配位对Li⁺扩散通道的优化作用，以及梯度电子结构在宽温域电池中的应用潜力。