正极材料，Nature Nanotechnology！

背景：富镍层状氧化物正极材料（如LiNixMnyCozO2）因其高比容量被广泛用于高能量密度锂离子电池，但多晶结构（PC-NMC）在循环中易因晶格各向异性体积变化产生机械退化（如颗粒破裂）。单晶结构（SC-NMC）虽解决了开裂问题，但其应变机制与传统多晶材料不同，需重新探究。研究目的：通过多尺度诊断技术（如原位XRD、SXDM、TXM-XANES、TEM），揭示SC-NMC在电池运行中的纳米尺度应变演化，阐明其机械稳定性与晶格体积变化的解耦关系，并重新评估钴和锰在单晶材料中的作用。结论：研究发现SC-NMC的机械失效主要由反应异质性和化学相引起的晶格畸变驱动，而非简单的体积变化。钴元素有助于缓解局部应变，提升单晶材料的循环稳定性；而锰元素会加剧反应异质性，促进氧损失和应变积累，导致性能衰减。这为单晶富镍正极的成分设计提供了新视角。