武汉理工大学吴劲松教授AFM：具有最佳活化Li2MnO3的微富锂锰基正极用于高稳定性和高容量锂离子电...

主要观点总结

本文研究了无钴富锂锰基氧化物（LRMO）的制备与性能。通过调整Li/TM比例，合成了一系列LRMO样品，发现当Li/TM比为1.2时，样品LR-1.2具有优化的双相结构，表现出高的放电容量、良好的循环稳定性和出色的倍率性能。研究表明，这是由于部分Li-O-Li构型转变为Li-O-TM构型，形成了更强的TM-O共价键，改善了电子结构和提高了晶格氧的稳定性。该工作为高性能锂离子电池正极材料的设计提供了新的见解。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

锂离子电池在多个技术领域得到广泛应用，但富锂锰基氧化物（LRMO）作为正极材料存在一些问题，如容量衰减、低库仑效率和结构退化等，阻碍了其商业化应用。

关键观点2: 研究内容

通过调整Li/TM比例，合成了一系列LRMO样品，并对其进行结构表征和电化学性能测试。发现LR-1.2具有优化的双相结构，表现出良好的电化学性能。

关键观点3: 实验结果

LR-1.2在第一次循环中实现了282.3 mAh g⁻¹的高可逆容量和90.9%的库仑效率，并在不同电流密度下表现出优异的容量保持率。此外，它具有更好的结构稳定性和可逆性。

关键观点4: 机制解析

通过DFT计算揭示了双相结构的电子性质和晶格氧的稳定性。发现双相结构改善了电子结构，减小了能带间隙，有利于电子导电性，加速了Li+的输运。此外，双相域中O-2p能带中心的降低抑制了氧的过氧化，提高了晶格氧的稳定性。

关键观点5: 结论

通过调整Li/TM比例合成的LRMO样品LR-1.2具有优化的双相结构，改善了电化学性能。这项工作建立了Li/TM比、微观结构和电化学性能之间的联系，为高性能锂离子电池正极材料的设计提供了见解。

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