北京大学夏定国教授：表面高熵策略提高富锂锰基氧化物正极的稳定性

主要观点总结

本文介绍了北京大学夏定国教授与中国科学技术大学储旺盛副研究员合作，将镁、锌、铜和铌掺杂到富锂锰基层状氧化物中，构建表面高熵结构，以提高其电化学性能的研究。通过DFT计算和实验验证，证明了该策略可以增强可逆氧氧化还原，提高晶体结构的灵活性，有效抑制模量和晶格应变的各向异性。合成的MZCN-LMR正极材料表现出卓越的电化学性能，为富锂锰基正极材料的应用提供了有价值的见解。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

富锂锰基层状氧化物因其高可逆容量而有望成为锂离子电池的正极材料，但存在氧释放和结构降解等问题。研究通过掺杂元素调节U和△，以增强可逆氧氧化还原，改善晶体结构的力学性能。

关键观点2: 工作介绍

夏定国教授与储旺盛副研究员合作，将镁、锌、铜和铌掺杂到单分散的Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2颗粒中，构建表面高熵结构。

关键观点3: 研究方法与结果

通过密度泛函理论计算表明，多离子掺入晶格会产生不同的静电场，从而拓宽|O2p带，增强|O2p带和(TM-O)*占据带之间的重叠，促进可逆氧氧化还原。合成的正极材料表现出卓越的电化学性能，如高容量保持率和低电压衰退。此外，该策略还提高了晶体结构的柔韧性，抑制了晶格应变。

关键观点4: 结论

成功合成了一种具有表面高熵结构的富锂锰基正极材料，该材料通过调节电子结构和晶体结构角度实现了全面的提升。提出的表面高熵稳定化策略为高性能锂离子电池正极材料的应用提供了有价值的见解。