钠离子电池正极可逆氧变价机理 _知识百科

【引言】嵌入型过渡金属层状氧化物（AMO2， A＝Li＋或 Na＋， M＝过渡金属）是重要的锂离子／钠离子电池正极材料。在传统观念中，过渡金属的氧化还原反应提供了离子脱嵌入材料过程中的电荷补偿，因此正极材料的容量受限于层状氧化物材料中过渡金属的氧化还原能力。然而这一传统观念随着锂离子电池富锂层状氧化物正极材料（O3结构Li［LixM1－x］O2）的发现而受到挑战。富锂材料具有超高可逆比容量（300mAh／g），但是该容量来源已经不能仅用过渡金属氧化还原来解释。大量研究工作表明，富锂层状材料中的晶格氧参与了得失电子过程，从而提供额外容量。实际上，不仅仅是富锂材料，许多层状氧化物材料都可以实现氧参与电荷补偿提供额外容量的电化学过程。但是晶格氧如何参与电荷补偿、如何实现可逆的氧变价一直是界内争论的热点，而阐明晶体结构与氧离子变价过程的关系更是解释其反应机制的关键。
【成果简介】
近日，中国科学院物理研究所禹习谦副研究员和胡勇胜研究员等在Cell Press旗下的能源领域新旗舰期刊 Joule上发表最新研究成果“Structure－Induced Reversible Anio