从颗粒到体相：揭示空气暴露对单晶富镍正极的阶段性反应异质性

本文研究了空气暴露对单晶LiNi0.92Co0.06Mn0.02O2（SC92）正极材料的影响。研究背景是单晶富镍正极虽能改善循环稳定性，但存在动力学性能下降和表面残留锂富集等问题，需要颗粒尺度的表征手段。研究目的在于阐明空气诱导的表面退化如何影响电化学与结构行为。通过对比暴露与未暴露样品，结合多尺度表征发现，空气暴露导致表面形成残留锂化合物和NiO型岩盐相。在充电初期，不均匀的残留锂层引起颗粒间反应异质性，该异质性具有速率依赖性，并在首次充电后因形成富LiF的CEI层而减弱。在高荷电状态（H2–H3相变阶段），NiO岩盐层持续阻碍锂离子脱出，导致颗粒内部反应异质性加剧、相变迟缓且不均匀，最终降低了材料的容量、初始库仑效率、倍率性能和循环稳定性。结论表明，空气诱导的两种表面退化物种在不同充电阶段以不同机制加剧了反应异质性。