锂离子电池作为清洁能源，被广泛应用于日常电子产品、人工智能、电动汽车、无人机等前沿科技领域。正极材料是锂离子电池的核心部分，直接决定了锂电池的能量密度、充放电循环性能、安全性、成本等。目前参与意义的正极材料有磷酸铁锂（LiFePO4）和三元层状材料(Li(NixMnyCoz)O2)，其中三元层状材料具有较高的能量密度，是目前锂离子电池广泛应用的正极材料（如特斯拉电动汽车所采用的正极材料），也是锂离子电池领域研究了几十年、研究最为广泛的一类材料。对这类材料进行结构与性能相关性的深入研究，不仅对产业应用有重要意义，也为探索发现更好的正极材料奠定基础。
在这类层状材料中，过渡金属离子层与锂层交替排列，之间通过氧层间隔开。研究发现Ni/Li反位很容易发生在三元层状材料中（见图1），对其性能发挥产生影响，如影响锂离子的扩散速度、容量发挥和引发结构相变等，也有少数报道指出适量的Ni/Li反位有利于电化学循环过程中的结构稳定。所以Ni/Li反位对电化学性能的影响以及如何调控Ni/Li反位，成为大家普遍关心和研究的重要课题。传统观点认为Ni/Li反位是由于Ni2+与Li+具有相似的离子半径，Ni2+容易反位到Li(3b)的位置，但这很难解释高Ni层状材料中含有较多的Ni3+，但Ni/Li反位却更容易发生。因此对其背后的机理进行重新研究和深入认识具有基础理论和产业应用意义。
图1 （a）锂电池三元层状正极材料结构； （b）Ni/Li反位(TM)6−O3−Ni−O3−Li(TM)5结构基元
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