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リチウムが豊富なマンガンベースの（LRM）層状酸化物は、特異容量が高いため、次世代高エネルギー密度リチウムイオン電池（LIBS）の最も有望なカソード材料の1つと考えられています（> 250 mAh G-1）。しかし、それらはまた、サイクリング中の重度の容量の減衰、深刻な電圧フェージング、および不十分なレート能力を通過します。本明細書では、ゾルゲル法を介したファシルなNAリッチエンジニアリングによるLi1.2MN0.54NI0.13O2カソード材料で、表面コーティング、地下欠陥構造、およびバルクドーピングなどのマルチスケール欠乏統合が実現されます。このマルチスケール設計は、電極材料のLi+イオンのバルクと表面の構造の安定性と拡散速度を大幅に改善できます。具体的には、89.0％の大容量保持に関連して、400サイクルの後に設計されたカソード材料の1cで、201 MAH G-1の優れた固有の容量が配信されます。一方、平均電圧は3.13 Vまで保持され、89.6％の大きな電圧保持があり、エネルギー密度は627.4 WH kg-1に維持されます。in situ X線回折（XRD）、ex situ透過電子顕微鏡（TEM）調査、および密度官能理論（DFT）計算を実施して、LRMカソードの電気化学的特性を大幅に強化します。この戦略は、将来の研究のためのLRMカソード材料の意味のある参照になると考えています。
リチウムが豊富なマンガンベースの（LRM）層状酸化物は、特異容量が高いため、次世代高エネルギー密度リチウムイオン電池（LIBS）の最も有望なカソード材料の1つと考えられています（> 250 mAh G-1）。しかし、それらはまた、サイクリング中の重度の容量の減衰、深刻な電圧フェージング、および不十分なレート能力を通過します。本明細書では、ゾルゲル法を介したファシルなNAリッチエンジニアリングによるLi1.2MN0.54NI0.13O2カソード材料で、表面コーティング、地下欠陥構造、およびバルクドーピングなどのマルチスケール欠乏統合が実現されます。このマルチスケール設計は、電極材料のLi+イオンのバルクと表面の構造の安定性と拡散速度を大幅に改善できます。具体的には、89.0％の大容量保持に関連して、400サイクルの後に設計されたカソード材料の1cで、201 MAH G-1の優れた固有の容量が配信されます。一方、平均電圧は3.13 Vまで保持され、89.6％の大きな電圧保持があり、エネルギー密度は627.4 WH kg-1に維持されます。in situ X線回折（XRD）、ex situ透過電子顕微鏡（TEM）調査、および密度官能理論（DFT）計算を実施して、LRMカソードの電気化学的特性を大幅に強化します。この戦略は、将来の研究のためのLRMカソード材料の意味のある参照になると考えています。
Lithium-rich manganese-based (LRM) layered oxides are considered as one of the most promising cathode materials for next-generation high-energy-density lithium-ion batteries (LIBs) because of their high specific capacity (>250 mAh g-1). However, they also go through severe capacity decay, serious voltage fading, and poor rate capability during cycling. Herein, a multiscale deficiency integration, including surface coating, subsurface defect construction, and bulk doping, is realized in a Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2 cathode material by facile Na-rich engineering through a sol-gel method. This multiscale design can significantly improve the bulk and surface structural stability and diffusion rate of Li+ ions of electrode materials. Specifically, an outstanding specific capacity of 201 mAh g-1 is delivered at 1C of the designed cathode material after 400 cycles, relating to a large capacity retention of 89.0%. Meanwhile, the average voltage is retained up to 3.13 V with a large voltage retention of 89.6% and the energy density is maintained at 627.4 Wh kg-1. In situ X-ray diffraction (XRD), ex situ transmission electron microscopy (TEM) investigations, and density functional theory (DFT) calculations are conducted to explain the greatly enhanced electrochemical properties of a LRM cathode. We believe that this strategy would be a meaningful reference of LRM cathode materials for the research in the future.
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