近日，哈尔滨工业大学王家钧教授，美国阿贡国家实验室陆俊研究员和中国科学院物理研究所苏东研究员（通讯作者）使用同步辐射X射线显微镜和X射线纳米断层照相术研究了单晶电池材料中的潜在衰退机制。由于具有超过220 mAh g-1的高比容量，他们选择了高镍单晶LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）作为模型电极；而为了将结构/形态变化与循环性能联系起来，他们在单晶水平上可视化了长循环过程中的中尺度相分布。实验结果表明，这种在循环过程中从均匀性到非均质性的相变的物理特征，会诱导颗粒裂纹形成，并在单晶的结构稳定性中起主导作用。此外，作者发现采用表面调节方法可以缓解单晶NCM622中这种不良的相变并显著提高循环性能，进一步阐明了表面化学，相变和性能之间的关系，同时为合理设计高性能，稳定的分层正极材料提供了新的指导原则。相关研究成果发表在Nature Communication上。

文献链接：“Surface regulation enables high stability of single-crystal lithium-ion cathodes at high voltage” (Nature Commun.，2020，10.1038/s41467-020-16824-2)

（林双双）