北化工「国家杰青」邱介山/天津大学汪洋ACS Nano | Nb掺杂进行扩散通道工程的尖晶石LiMn\u2082O\u2084正极！

背景：电动汽车和电网储能对锂的需求激增，需要从低品位盐湖卤水等非常规资源中可持续提取锂。电化学提锂技术因其节能特性而受到关注，但受限于正极材料（如LiMn₂O₄）的选择性和耐久性。研究目的：开发一种通过Nb掺杂进行扩散通道工程的尖晶石LiMn₂O₄正极，以提高其从复杂卤水中选择性提取锂离子的性能和循环稳定性。结论：Nb掺杂有效调控了LiMn₂O₄的三维Li⁺扩散通道，降低了Mn价态、扩大晶格并增强骨架，从而显著降低了Li⁺扩散阻力和提取能耗（4.83 Wh mol⁻¹），提升了放电容量（107 mAh g⁻¹）和循环稳定性（50次循环后容量保持率72.09%）。在真实察尔汗盐湖卤水中，该材料表现出高Li⁺提取容量、优异的选择性（Li⁺/Mg²⁺ = 48.47）和富集能力，为规模化、可持续的锂回收提供了有效策略。