据北京大学官网报导，北京大学深圳研究生院的潘锋教授团队成功开发了一种新型的层状纯锰基正极材料（LMO），结合多种表征技术发现该材料通过初始的结构重排形成丰富的反位结构，该结构框架能够助力锂层八面体位和四面体位的锂离子可逆脱嵌，从而使材料甚至可以获得超过超高比容量（600 mAh g-1）和宽电压（4.9V-0.6V）的情况下实现可逆循环。该项研究对未来探索具有更高能量密度的锂离子电池正极材料具有重大参考价值。相关研究成果近日发表在国际顶级期刊《先进材料》上（Advanced Materials，DOI: 10.1002/adma.202202745）。团队通过离子交换法制备了纯锰基正极材料Li0.83Mn0.84O2。其过渡金属层由Li@Mn6超结构基元（占48%）和Mn@Mn6超结构基元（占52%）组成。在初始脱Li的电化学活化过程中，在两种超结构基元的交界处会诱发Mn离子迁移到Li层形成反位结构的行为，同时释放出氧，重构后的结构框架能够弹性地承受低电压放电时形成LiO4四面体所带来的巨大晶格变化，从而在层状材料里同时实现了八面体位和四面体位的可逆脱嵌Li。由于该材料在充放电过程中保持可逆的结构变化和电化学性能，电化学测试发现所制备的材料在1.3-4.9V电压范围内可以获得>410 mAh g-1的可逆比容量，并且在50圈循环后仍然有高达98.2%的容量保持率。进一步拓宽电化学窗口，甚至可以获得超过600 mAh g-1@4.9V-0.6V的可逆比容量，这是目前报道的层状氧化物正极的最高可逆比容量。