层状锂过渡金属（TM）氧化物，特别是Li(NixMnyCoz)O2（NMC，x+y+z=1）具有增加能量密度和寿命，降低成本以及提高安全性的潜力。为了进一步提高Li存储容量，人们开始关注开发富Ni的层状TM氧化物。然而，当Ni含量增加到高值时，由于八面体位置中的Ni/Li交换而导致的结构紊乱成为关键问题，因为它对Li扩散性、循环稳定性、首效和整体电极性能造成不利影响。越来越多的努力致力于通过减少阳离子混排来改善层状TM氧化物的电化学性能。深入了解Ni/Li无序化对层状TM氧化物电化学特性的影响及其来源，以加速未来高性能层状TM氧化物的发展具有重要意义。
北大深研院潘锋课题组首先介绍了LiNiO2中的Ni/Li无序化及其实验表征，并分析其对层状TM氧化物电化学特性的影响。Li层中的反位Ni可以通过阻碍Li离子传输来限制倍率性能，还会通过在结构中诱导各向异性应力而降低循环稳定性。然而，反相Ni离子并不总是给电化学性能带来弊端，包括该课题组之前的工作在内的一些研究发现，它可以改善富Ni NMC材料的热稳定性和循环和结构稳定性。继而该综述讨论了Ni/Li交换的驱动力和动力学优势，并得出结论：阳离子尺寸的空间效应和TM阳离子之间的磁相互作用是促进合成和电化学循环过程中Ni/Li交换的两个主要驱动力，此外，Ni2+从TM层中的3a位置迁移到Li层中的3b位点的低能垒进一步提供了动力学优势。
基于这种理解，研究者通过三种主要方式回顾了控制Ni / Li无序化的进展：（i）通过离子交换抑制空间效应的驱动力; （ii）通过阳离子取代调节相互作用; （iii）动力学控制Ni迁移。
最后，该综述简要介绍了具有受控Ni/Li无序化的层状TM氧化物的未来发展。
Jiaxin Zheng, Yaokun Ye, Tongchao Liu, Yinguo Xiao, Chongmin Wang, Feng Wang, Feng Pan*, Ni/Li Disordering in Layered Transition Metal Oxide: Electrochemical Impact, Origin, and Control, Acc. Chem. Res., 2019.
DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00033
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.9b00033