層状酸化物カソード材料は、300Wh / kgを超える高エネルギー密度のリチウムイオン電池を達成するための重要な材料であり、とりわけ、岩塩構造単位Li 2MnO 3そして、六方晶層状構造単位LiTMO 2リチウムが豊富なマンガン系層状酸化物カソード材料（Li 1+xTM 1-xO2、またはxLiとして書くことができます 2MnO 3・（1-x）LiMO 2）、これは第1世代のリチウムイオン電池の正極材料LiCoOの2倍 2（300ミリアンペア時/グラムまで）可逆的リチウム貯蔵容量と注目。しかし、そのような材料のリチウムマンガンに富むので、持続的電圧減衰（電圧フェード）電気化学的サイクル、その実用化を制限する主要なボトルネック。ベース材料は、複雑な構造および化学組成を有し、電荷補償が遅い構造変化を伴う複雑な電気化学プロセスで発生する、電圧崩壊のメカニズムは正確な知識や決定的実験的証拠の欠如でした。
物理学研究所、中国科学院/アメリカEnyuan胡、研究者シャオ清ヤン、Huolinシン、アルゴンヌ国立博士ゆうXiの銭ブルックヘブン国立研究所と凝縮系物理学グループE01の研究員のためのクリーンエネルギー北京国立センターの重点実験室吸収性に富んだリチウムマンガン酸化物正極材料レイヤーの詳細な研究の高度な3次元画像を特徴付けるその場でのX線分光法と透過電子顕微鏡による研究室の研究者6月呂、Kahlilアミンおよび国立標準技術研究所の研究担当者の協力を電圧減衰機構（図1）は、自然の不安定電圧減衰電圧の異なる減衰要素、および対応するソリューションの影響に関連した酸化還元反応に関与するイオン格子酸素を示す。最近発表された研究中 - 「自然エネルギー」（自然エネルギー、2018、3、690から698）、酸素放出を減少させることによって、LI-におけるレドックス対の進化およびMnリッチなカソード材料と電圧フェードの緩和と題する記事。
濃縮されたリチウムマンガン酸化物カソード材料階層を研究インサイチュリチウムイオン電池（リチウム特別に設計された電池シミュレーション（図2）に関連してシンクロトロンX線吸収分光法を用いて、チーム、 1.2Ni 0.15Co 0.1Mn 0.55O2酸化還元反応に参加しながら）充放電サイクルの酸化還元反応機構において異なる、遷移金属カチオンは、Ni、CoとMn及び酸素アニオン格子を発見し、電気化学的サイクリングとリチウム貯蔵容量の寄与と進化（図3）が発生します。反応寄与大記憶容量が、電気化学的反応に関与する電気化学的サイクリング緩やかな活性化と不安定で、MnおよびCoのに関与するリチウムイオンの格子酸素による酸素の参加に容量損失補償及び不安定性からの反応を（電圧減衰が生じるが低減され）、前記明らかに、上記の結果はさらに、電気化学的サイクリングTEMイメージング技術の間の材料の漸進的な喪失によって確認された高容量リチウムリッチな反応機構と電圧減衰マンガン系材料を提供するために、格子酸素の参加との間の相関の性質を明らかにする酸素、及び電解質材料は、材料の損失を増加し、より厳しい電圧減衰につながるされる酸素電極と反応することが見出された（図4）。この研究は、必要リチウムリッチ材料の阻害は、充電中に高電圧で材料の格子酸素イオンを減衰電圧を増加させることを示しています材料の安定性、および異なる要素は、電圧減衰に異なる影響を与えます。この情報は、高容量アイデアや実験的基礎を提供したリチウムリッチ層状リチウム酸化物カソード材料のない電圧減衰せず、構造的な安定性。また、これは、放射光を用いた最初の実験技術は、長いサイクル価進化中にリチウムイオン電池用のリアルタイム材料をその場され実験作業の性能劣化メカニズム。方法と実験デザインの電池と電池材料の長いサイクルライフサイクルの故障メカニズムの将来のための重要な基準値を持っています。
放射光は、その場電池材料の研究における電気化学的プロセスの非破壊反応機構の実験の様々な技術を提供することができ、E01タスクフォースの研究チームは、電池の研究開発に取り組んできましたゆう銭西とクリーンエネルギー物理学研究所現場実験方法では、我々はケミカルレビュー（2017、117、13123から13186）およびアカウントでレビューを書くには、最近招待の研究とケミカルリサーチ（2018、51、290-298）、および他の雑誌の国際的なカウンターパートのシリーズを作りました本論文では、実験方法の放射光電池材料を導入しています。MOST関連の仕事は、R＆Dプログラム（2016YFA0202500）、NSFC革新基金人口（51421002）、中国科学院と中央組織部サポート青少年プロジェクトの百何千も注目されています。
図1 Li 1.2Ni 0.15Co 0.1Mn 0.55O2（a）充放電曲線および（b）異なる充電および放電サイクルに対するサイクリックボルタンメトリー曲線。
図2 Li 1.2Ni 0.15Co 0.1Mn 0.55O2異なる充放電サイクルにおける異なる元素のX線吸収スペクトル。
図3 Li 1.2Ni 0.15Co 0.1Mn 0.55O2異なる放電週酸化還元反応（a）は、異なる要素週寄与異なる充放電容量の、（b）は、電子構造変化の変化リチウムイオン貯蔵電位をもたらす;（C）遷移金属レドックス異なりますエネルギーレベル差は、電圧減衰に関連する。
図4（a）及び（b）の電極および電気化学的サイクル後の粒子の三次元トポグラフィー;（e）及び（f）のサイクル後、（c）および（d）の前細孔サイズ分布統計に内部環状物質粒子材料粒子中の内部細孔細孔分布統計。
