LiMnyFe1-yPO4(LMFP)作为近年来最有应用前景的锂离子电池正极材料之一，具有比LiFePO4更高的理论能量密度和电压平台。然而，其离子扩散速率和电子传导率相对较低，而且充电态时Mn3+引起的Jahn-Teller晶格畸变能进一步降低Li+的扩散速率，缓慢的动力学导致其电化学性能无法满足实际应用需求。而其电化学性能严重依赖于其在脱/嵌锂过程中的结构演变，但目前的研究与报道还未形成对LMFP结构变化机理的统一认识。
近期，北京化工大学材料学院刘勇教授团队在《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Comprehensive Understanding of Structure Transition in LiMnyFe1-yPO4 during Delithiation/Lithiation”的综述论文。阐明了LMFP的弛豫特性，基于原位表征，对脱锂/锂化过程中的晶体结构和电子结构变化机制。
LMFP由于脱/嵌锂过程中结构变化的复杂性导致的动力学及循环问题使得其面临的挑战与LiFePO4显著不同。因此，洞察LMFP脱/嵌锂机理，对优化材料设计与合成以及电池应用管理是至关重要的，但现有报道存在明显差异、甚至互相矛盾。
本文归纳了LMFP电化学循环过程中的弛豫效应，全面综述了LMFP脱/嵌锂过程中晶体结构与电子结构的变化机制。对于晶体结构变化，多种机理并存可能归因于不同团队因合成过程存在差异导致的LMFP组成均匀性不同。在电子结构变化上，Fe、Mn的化学环境相互影响，由于Mn2+/Mn3+反应动力学差，磷酸根中的氧可能参与了部分电荷补偿。在此基础上，本文分析了该方面研究还存在的众多不足之处，为未来LMFP脱/嵌锂机理研究指明了可能的方向，以期为制备电化学性能优异的新型橄榄石型正极材料提供理论依据。
北京化工大学材料学院博士研究生李淑珍为论文的第一作者，北京化工大学材料学院刘勇，清华大学核能与技术研究院何向明和王莉为本文的通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202310057
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Comprehensive_Understanding_of_Structure_Transition_in_LiMnyFe1_yPO4_during_Delithiation.pdf
