联手「国家杰青」杨勇！中南大学「国家杰青」纪效波Angew | 揭示并抑制单晶无钴富镍正极中的多向平面滑移和微裂纹！

背景：高容量无钴富镍层状氧化物是锂基电池有前景的正极材料，但存在化学-电-机械不稳定性问题，单晶形态虽能缓解部分问题，但滑移和微裂纹机制仍未充分理解。研究目的：中南大学纪效波团队联合多机构研究者，旨在揭示单晶LiNi₀.₇₅Mn₀.₂₅O₂正极中多向平面滑移和微裂纹的成因，并通过引入镁离子增强结构稳定性。结论：通过Darken-Gurry理论和形成能分析，选择Mg²⁺作为支柱元素，制备的Li₀.₉₀Mg₀.₀₁Ni₀.₇₅Mn₀.₂₅O₂材料在4.3V电压下与石墨配对循环1000次后容量保持率达91%，结合DFT计算和COMSOL模拟，建立了滑移与解理能的关联，为无钴富镍正极开发提供了新策略和半定量分析参考。