小气体，大作用：调控地壳丰度高正极中的微结构缺陷用于先进电池

《CHAIN》：Small gases, big effect: Regulating microstructural defects in earth-abundant cathodes for advanced batteries

　　

摘要：

过渡金属（TM）氧化物材料的固相合成仍然是一个涉及其输入反应物和输出产物的“黑箱”，其中热力学和动力学因素共同主导着晶体的演化 [1]。众所周知，焓（ΔH）和熵（ΔS）的变化基于 ΔG = ΔH — TΔS 决定化学反应性并驱动相变 [2]。然而，揭示熵和焓对无机氧化物合成的各自贡献仍然是一个长期以来的挑战 [3]。这一局限性源于动力学与热力学之间的复杂耦合，从而促进了非平衡反应 [4]。从热力学角度来看，气态物质本身具有比其固态或液态对应物显著更高的熵；因此，它们的存在对固相转变中的反应路径产生决定性影响。事实上，诸如 O?、CO? 和 H?O(g) 等活性气态物质常用于合成高容量氧化物正极，但这些气体对固相合成中反应过程方向及结构演化的确切影响尚不明确 [5, 6]。