（内容来源：eScience)

1. 原子尺度下直观揭示了W⁶⁺在四面体位点的掺杂行为；

2. 在0.75 at.% W⁶⁺掺杂下，阳离子有序结构可稳定保持超过250圈循环；

3. W⁶⁺产生的长程库仑排斥作用使得即使痕量掺杂也可实现大范围的结构稳定；

4. 0.75 at.% W⁶⁺掺杂有效缓解材料的电压衰减。

目前商用锂离子电池中广泛采用的层状氧化物正极材料（如LiCoO₂和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂），其容量主要来源于过渡金属阳离子的氧化还原反应，但其理论容量仅为约280 mAh g^-1，难以满足下一代高能量密度电池的需求。为突破该限制，研究者开发了富锂层状氧化物（如Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂），通过引入阴离子氧化还原反应，将理论容量提升至约380 mAh g^-1。然而，这类材料在循环过程中普遍存在严重的容量和电压衰减问题，主要源于不可逆的过渡金属离子层内和层间迁移，诱发严重的阳离子无序化，并引发O₂释放与低电压Mn³⁺/Mn⁴⁺电对形成。

一般认为层间迁移是通过锂层中的四面体空位（T_Li）发生的，因而在T_Li位点进行掺杂有望阻断层间迁移路径，进而抑制层内迁移。但大多数掺杂元素（如Na⁺、Al³⁺和Nb⁵⁺）倾向于占据八面体位。虽然有一些掺杂元素（如Zn²⁺和P⁵⁺）被认为可以占据T_Li位点，但是缺乏实验证据支持其在T_Li位点的稳定存在。此外，为避免过度掺杂带来的锂亏损，掺杂浓度通常控制在1 at.%以内，这也带来了一个关键问题：如此低的掺杂浓度能否在未掺杂区域有效抑制迁移行为？

该研究受高价态d⁰离子（如Mn⁷⁺和Cr⁶⁺）偏好四面体配位的启发，实现了W⁶⁺在Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂中的痕量四面体位掺杂。结合原子分辨成像、X射线衍射及第一性原理计算，证实了W⁶⁺可稳定占据T_Li位点，并在约2 nm范围内通过长程库仑斥力有效抑制TM离子的迁移。这种长程稳定作用使材料在经历250圈循环后依然保持阳离子有序结构，显著减少晶格氧流失和低电压Mn³⁺/Mn⁴⁺电对形成，电压衰减控制在每圈仅0.75 mV，优于传统八面体位掺杂策略，为构建高能量密度、长寿命锂电正极材料提供了新的思路。该成果获美国科学促进会AAAS主办的Eurekalert等海外科技新闻媒体争相报道。

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