当前正极材料广泛使用单相P2型和单相O3型材料，但是在高电压时结构不稳定，难以同时兼顾超高比容量和优异的循环寿命。研发P2/O3混合相材料，可以通过两相的协同效应缓解或抑制高电压时的结构相变，从而提升材料的电化学性能。然而，目前的研究大多通过元素替代、温度调控与微结构设计等方法，逐步实现混合相材料的组分设计和性能提升，这是一逐步优化的“试错”模式，效率极低。
高性能混合相正极材料的设计思路
针对目前混合相正极材料研发效率低的问题，研究团队提出了一种新的设计思路：选取两种电化学性能优异的O3型与P2型材料，并将两种材料的化学式作为初始值;随后以不同的摩尔比例混合两个化学式，得到新的元素组成;然后通过高温固相法，合成出不同的混合相材料。
团队采用此方法设计合成出4种混合相正极材料，均拥有优异的综合性能。相比于单相P2型和单相O3型材料，混合相材料的最高比容量提升了25%，并且具有优异的循环寿命和快充性能。利用中子衍射等手段，研究团队精确测定了混合相材料中P2相与O3相的结构和相比例，发现4种混合相材料在充电到高电压时，发生的相转变都是高度可逆的，因此具有高结构稳定性和优异的电化学性能。
