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Gu等認(rèn)為循環(huán)過(guò)程電壓降主要是由于層狀結(jié)構(gòu)向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和顆粒出現(xiàn)裂紋造成的。他們利用掃描透射電鏡高角度環(huán)形暗場(chǎng)( HAADF)發(fā)現(xiàn)富鋰錳基正極材料材料中LiMO，相和Li，Mn0，相是隨機(jī)排布的，一個(gè)納米顆粒上可以同時(shí)存在這兩種相，并利用球差校正掃描透射電子顯微鏡( a-STEM)和能譜分析(EDS)對(duì)300次循環(huán)后的電極進(jìn)行測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)LiM02相和Li2Mn0，相均存在層狀結(jié)構(gòu)向尖晶石結(jié)枸轉(zhuǎn)變的情況。Li：Mn0，在首次充電到4.5V電壓平臺(tái)時(shí)，Li和0脫出同時(shí)產(chǎn)生很大的晶格應(yīng)力，晶格常數(shù)發(fā)生改變，STEM發(fā)現(xiàn)顆粒存在晶格扭曲、出現(xiàn)空洞和裂紋，隨著循環(huán)的進(jìn)行由表面向內(nèi)部演變。研究者普遍認(rèn)為這是由于在循環(huán)過(guò)程中Mn、Ni進(jìn)入Li層，導(dǎo)致材料向尖晶石結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，這可能是使放電平臺(tái)下降的主要原因。

但是，也有些研究認(rèn)為表面尖晶石的存在對(duì)富鋰材料的電化學(xué)性能是有利的。如Sun等人‘563研究發(fā)現(xiàn)，用AIF，對(duì)富鋰材料進(jìn)行表面包覆，可以誘導(dǎo)在富鋰材料表面形成部分尖晶石相，這樣可以有效地提高其倍率性能。Wu等人口刀通過(guò)在富鋰材料表面生長(zhǎng)一層尖晶石相，形成尖晶石／層狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以顯著提高電極的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，這表明表面存在的尖晶石相對(duì)富鋰材料的電化學(xué)性能是有利的。Boulineau等人‘581的研究也表明，首次充電過(guò)程在表層形成的尖晶石相在隨后的循環(huán)過(guò)程并沒(méi)有增加，意味著尖晶石相可能不是造成富鋰材料電壓衰退的主要原因。

Ji-Guang 2hang小組研究發(fā)現(xiàn)，元素分布不均勻可能是電化學(xué)性能不佳的原因。他們采用三種不同制備方法制備的Li[L10.2Ni0.2M0.6]02材料，有著不同的電化學(xué)性能，在循環(huán)過(guò)程中，采用水熱輔助法制備的材料相對(duì)于溶膠凝膠和共沉淀法制備的材料有更小的電壓降和更好的容量保持率。通過(guò)XEDS分析發(fā)現(xiàn)（，采用共沉淀和溶膠凝膠法制備的Li[Li0.2Ni0.2M。.6]02材料，在顆粒表面Ni昀分布十分不均勻，有Ni富集現(xiàn)象，這是造成電壓衰減的重要因素。相反，采用水熱輔助方法制備材料表面Ni分布較少，在原子級(jí)別上各元素能均勻分布，大大改善了循環(huán)過(guò)程電壓下降和提高了循環(huán)性能，這證明在元素均勻分布和材料的穩(wěn)定性方面一定存在直接關(guān)系，說(shuō)明通過(guò)改進(jìn)材料原子水平的均勻分布改進(jìn)了循環(huán)過(guò)程中電壓降和能量衰減的問(wèn)題。降低Ni在顆粒表面的富集，因而降低了在高電壓條件下高活性Ni4+與電解液的反應(yīng)。這保持了電極／電解液界面在脫嵌鋰時(shí)的穩(wěn)定性。Kirri D[60]的工作也證明在高錳化合物中，保持Mn的平均氧化態(tài)大于+3價(jià)，Ni和Mn的相互作用是非常重要的。Ni分布不均勻造成Ni-Mn相互作用減弱，導(dǎo)致Mr14+容易還原，因而造成電壓平臺(tái)的下降。如果Ni離子能均勻分布，會(huì)加強(qiáng)Ni-Mn離子的相互作用，穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu)。因此，合成條件對(duì)于改善材料性能也是非常重要。

由此可見(jiàn)，水熱輔助方法并沒(méi)有從根本上改變循環(huán)過(guò)程的電壓降問(wèn)題，只是有所改善。因此，需要進(jìn)行深入研究是什么因素引起電壓降，并有針對(duì)性地進(jìn)行抑制循環(huán)過(guò)程中電壓降的研究。

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