LiCo$_y$Mn$_{2-y}$O$_{4}$中电池材料性能与协同电子-声子相互作用的关联

理解与典型锂电池材料（如LiCo$_y$Mn$_{2-y}$O$_{4}$）相关的基本物理具有重要意义，并有望有助于设计高容量正极。研究了LiCo$_y$Mn$_{2-y}$O$_{4}$中电化学性能、活化输运参数、热膨胀以及电子-声子相互作用畸变的协同性之间的关系。通过热膨胀系数检测到的一阶协同正态模转变，被发现消失于临界掺杂($y \sim 0.16$)；有趣的是，对于$y \gtrsim 0.16$，电阻率随掺杂变化不大，且电化学容量在反复循环下保持恒定。临界掺杂$y \sim 0.16$导致协同/相干正态模畸变网络的崩溃；这导致一阶转变消失、建立了具有较低电阻的跳跃通道、并增强了电池的嵌锂和脱锂，从而最小化了电化学容量衰减。