电极材料上的缺陷工程被认为是改善电池电化学性能的有效途径，这是因为各种不同尺度缺陷的存在可能会促进离子扩散并提供额外的储锂位点。然而，处理缺陷并深入了解其在电极材料中的作用仍然具有挑战性。北大潘锋教授团队通过调整合成条件，有意地在尖晶石锰酸锂正极中引入大量孪晶界。通过高分辨率扫描透射电子显微镜和中子衍射，阐明了孪晶界缺陷的详细结构，孪晶界缺陷的形成归因于占据孪晶界周围Mn位的聚集大量的锂原子。结合电化学实验和第一性原理计算，证明了尖晶石锰酸锂正极中孪晶界的存在能够实现锂离子的快速扩散，从而获得优异的快充性能，即在5 C和10 C的倍率下，容量保持率分别为75%和58%。这一发现证明了通过缺陷工程制造快充阴极的简单有效的方法。该成果以“Twin boundary defect engineering improves lithium-ion diffusion for fast-charging spinel cathode materials”为题，发表在Nat. Commun上。