Synergistic Bulk and Surface Engineering via Rapid Quenching for High-Performance Li-Rich Layered Manganese Oxide Cathodes

富锂锰基阴极 （LRM） 因其通过协同阴离子和阳离子氧化还原反应实现的超过 300 mAh/g 的超凡比容量而成为高能量密度电池的有前途的候选者而受到广泛关注。然而，这些材料面临的挑战包括氧释放引起的结构降解和随之而来的容量衰减。为了解决这些问题，已经探索了表面改性和体相工程等策略。在这项研究中，我们开发了一种简单且经济高效的淬火方法，可同时改变表面和本体特性。多尺度表征和计算分析表明，快速冷却部分保留了本体结构中的高温无序相，从而提高了结构稳定性。同时，表面的 Li+/H+ 交换形成了一个坚固的岩盐/尖晶石钝化层，有效抑制了析氧并减轻了界面副反应。这种双重改性策略展示了协同稳定效应。增强的氧氧化还原活性与改进的结构完整性并存，从而获得卓越的电化学性能。优化的阴极在 0.1 C 下提供接近 307.14 mAh/g 的初始放电容量，在 1 C 下循环 200 次后，仍能保持 94.12% 的容量，具有卓越的循环稳定性。本研究提出了一种简单而经济的同步表面-本体改性策略，为设计具有延长循环寿命的高容量 LRM 阴极提供了有价值的见解。