电化学性能的限制以及供应链的挑战，使得正极材料成为锂离子电池的关键瓶颈。最先进的锂离子电池，还达不到理论容量。因此，更有效地利用活性插层材料策略的设计，备受关注。碱金属离子的预插层，可获得更高可逆容量和改善倍率性能。然而，改善电化学性能的结构基础，大多仍尚待探索。今日，美国 得克萨斯A&M大学（Texas A&M University） Yuting Luo, Joseph V. Handy, John D. Ponis，Sarbajit Banerjee等，印度 哈里什-钱德拉研究所（Harish-Chandra Research Institute (HRI) ）Tisita Das，Sudip Chakraborty等，在Nature Materials上发文，报道了在隧道结构ζ-V2O5正电极中，拓扑化学单晶到单晶的转变，以说明在改变主体晶格和改变扩散路径中，预插层pre-intercalation的作用。同步加速器X射线衍射用于绘制锂离子位置偏好和占位，以作为预插层材料中放电深度的函数。Na-和K-离子插层“支持打开props open”一维隧道，减少嵌入锂Li离子之间的静电排斥，并完全改变扩散路径，实现更高数量级的锂Li离子扩散率和获得更高的容量。基于单晶到单晶的拓扑化学转变和动态原位衍射研究，破译了预插层材料中，提升电化学性能的原子起源，有助于正电极设计的位置选择性修饰方法。Effect of pre-intercalation on Li-ion diffusion mapped by topochemical single-crystal transformation and operando investigation. 基于局部化学单晶转变和动态原位研究，预插层对锂离子扩散的影响。
图1:结构和形态特征。
图2: β-Na0.25V2O5和β-K0.27V2O5电化学表征。
图3: 预插层β-NaxV2O5和β-KxV2O5中，锂离子扩散的单晶XRD图谱。
图4: 通过动态原位同步加速器粉末XRD表征的结构演变。
图5: 预插层化合物中的迁移势垒。
文献链接
Luo, Y., Handy, J.V., Das, T. et al. Effect of pre-intercalation on Li-ion diffusion mapped by topochemical single-crystal transformation and operando investigation. Nat. Mater. (2024).
Effect of pre-intercalation on Li-ion diffusion mapped by topochemical single-crystal transformation and operando investigation. 
