宁波材料所动力锂电池工程实验室刘兆平和夏永高领导的研究团队多年来一直致力于富锂锰基正极材料的研究开发，在制备方法、组分优化、充放电机理和表面改性等方面做了系列有意义的研究工作，取得了丰富的研究成果（J. Mater. Chem. A 2011, 21, 2544; Inter. J. Electrochem. Sci. 2011, 6, 6670; Electrochim. Acta, 2012, 66, 61; Electrochim. Acta, 2012, 80, 15; J. Power Sources, 2012, 218, 128; J. Power Sources, 2013, 240, 530; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 9185; J. Power Sources, 2014, 268, 517; Electrochim. Acta 2014, 123: 317; J. Power Sources, 2014, 268, 683; Chem. Eur. J., 2015, 21, 7503; J. Mater. Chem. A, 2015, 22, 11930; J. Power Sources, 2015, 281, 7）。
2013年，该研究团队发展了一种新颖的气固界面改性（CN201310416745.1，PCT/CN2013/088597），让富锂锰基正极材料颗粒表面形成均匀氧空位，从而大大提高了该材料的首次充放电效率、放电比容量和循环稳定性。此后，他们与国内外多个研究团队合作和协同创新，利用各种先进的分析表征手段和理论计算，研究了氧空位存在下的锂离子脱嵌机制。其中，布鲁克海文国家实验室（BNL）朱溢眉、吴力军教授等利用先进透射电镜观察到氧空位，加州大学圣地亚哥分校（UCSD）孟颖教授课题组利用橡树岭国家实验室的中子衍射证明了晶格氧空位的存在，德国明斯特大学王军博士利用原位电化学气相质谱研究了充放电过程中晶格氧的变化，邱报博士利用上海同步辐射光源的X射线衍射/吸收光谱证明了氧空位并不改变材料晶体结构，孟颖教授课题组张明浩博士还通过DFT理论计算发现氧空位提高了材料晶格氧的活性。该研究工作发表在Nature Communications 2016, 7, 12108，得到了审稿人的高度评价。该工作首次提出了通过提高晶格氧的活性来改善富锂锰基正极材料的首次充放电效率和倍率性能，为该材料改性研究提供了新思路。此外，该气固界面改性方法相对简单、可控且易实现工程化，这为高性能富锂锰基正极材料的工程化开发提供了新途径。目前，该研究团队正在利用此改性方法着力推进富锂锰基正极材料的中试开发。
该研究工作得到了中科院战略先导A类项目“变革性纳米产业制造技术聚焦”专项“长续航动力锂电池”项目（XDA09010101）、CAS-DOE国际合作项目“新一代锂离子电池富锂锰基正极材料的结构解析与储锂机制”（174433KYSB20150047）和宁波市新一代锂离子电池材料创新团队（2012B82001）的大力资助。
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