Mn3O4中Mn空位调控固态合成锂化动力学实现超稳定尖晶石正极材料

《Chemical Science》：Mn vacancies in Mn3O4 : Steering lithiation kinetics during solidstate synthesis toward ultrastable spinel cathode materialsOpen Access

　　

固态合成过程中的锂化过程决定了晶格形成、缺陷演化，并最终影响锂离子电池正极材料的电化学性能。然而，前驱体转化过程中锂化与氧化之间的竞争如何决定最终晶格的形成，仍知之甚少。在此，我们揭示了竞争性锂化在商业相关的Mn₃O₄前驱体转化为尖晶石LiMn₂O₄（LMO）过程中，对晶格形成和缺陷演化的决定性作用，并建立了其潜在的热力学和动力学机制。研究表明，含有本征Mn缺陷的Mn₃O₄前驱体表现出更低的锂化形成能，从而实现快速且均匀的早期锂化，抑制Mn₂O₃中间体的形成并消除竞争性锂化。这一路径促进了Mn-O框架的直接重构，所得LMO具有更高的晶格完整性、更低的氧空位浓度和更稳定的Mn-O配位环境。因此，该材料在5 C倍率下实现了135.19 mAh g^-1的初始放电比容量，并在500次循环后保持了90.13%的容量。本研究并未依赖传统的后合成优化策略（如元素掺杂或表面修饰），而是建立了一种前驱体调控的锂化策略，为Mn₃O₄衍生锰基正极材料的可控合成提供了新的机理见解和通用设计原则。

该内容仅可通过PDF查看。

打开 PDF 《Mn3O4中的Mn空位：引导固态合成中的锂化动力学以实现超稳定尖晶石正极材料》，在另一个窗口中打开

? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

作者

本文根据知识共享署名4.0国际许可协议许可。您可以在其他出版物中使用本文的材料，无需向RSC申请进一步许可，前提是给予正确的署名致谢。

本作品根据 知识共享署名4.0国际许可协议 许可。