近日，国际顶级学术期刊《NatureCommunications》在线发表我实验室金辉乐研究员课题组有关锂离子电池正极材料的研究论文“Reactioninhomogeneitycouplingwithmetalrearrangementtriggerselectrochemicaldegradationinlithium-richlayeredcathode”（非均质反应耦合金属重排诱发富锂材料的电化学衰减）。

在当前动力电池研究领域，开发高比能量密度、高安全性的正极材料是开发动力电池关键之一。富锂锰基正极材料因为其较高的比能量密度（900Wh/kg）得到了人们的广泛关注。但是，严重的电化学性能的衰减，尤其是电压及容量衰减，限制了其进一步商业化应用。金辉乐课题组通过结合先进的同步辐射成像及谱学技术，发现富锂材料在二次颗粒尺度上的不均匀的反应活性的存在极大地限制了其动力学过程，从而带来了电压滞后及容量衰减。该团队深入研究了电化学性能下降的原因，重点是富锂层状氧化物中的容量损失，以及反应途径和动力学。利用先进的基于同步加速器的X射线二维和三维成像技术与光谱和散射技术相结合，在空间上显示富锂和富锰层状氧化物在多个长度尺度上的反应性。这些方法为不均匀锰反应性和离子镍重排提供了直接证据。失活锰与镍迁移的耦合提供了缓慢的反应动力学，并导致材料中严重的结构不稳定性。该发现为电化学降解提供了新的见解和进一步的理解，这有助于改进阴极材料的设计。

这一成果近期发表在NatureCommunications上，文章第一作者是王利光博士，通讯作者为我校金辉乐教为，阿贡国家实验室陆俊教授和吴天品教授，温州大学为第一单位。

金辉乐研究员为温州大学化材学院副院长，浙江省皮革工程重点实验室主任，博士生导师，浙江省“万人计划”青年拔尖人才，长期致力于碳材料的设计合成及在新能源与高分子方面的应用研究。近五年，先后主持3项国家自然科学基金项目、1项浙江省自然科学基金项目及10余项企业产业化研发项目，相关研究发表SCI学术论文100余篇，获授权中国发明专利67项，获授权美国专利1项。