P2型层状氧化物阴极中未还原分子氧(O2)的积累导致异常电压衰减的机制研究

为解决P2型层状氧化物阴极在阴离子氧化还原反应(ARR)中出现的异常电压衰减问题，研究人员通过多模态表征技术揭示了Na0.8Li0.26Mn0.74O2材料中分子氧(O2)的不可逆积累机制，挑战了传统P2相结构稳定性的认知，为设计高性能ARR活性阴极提供了新理论框架。

　　

这项突破性研究揭示了高钠含量P2型Na_0.8Li_0.26Mn_0.74O₂阴极材料中反常电压衰减的分子机制。与传统认知不同，研究发现该材料在电化学循环过程中会经历独特的氧演化路径：O^2?→O^?(氧空穴)→O-O二聚体→最终形成分子氧(O₂)。令人惊讶的是，脱钠后的材料更倾向于将氧化氧物种稳定为分子氧而非二聚体。

随着循环进行，这些未还原的氧分子会被不可逆地禁锢在纳米空隙中，同时触发材料局部的相分离现象——放电态结构中形成富锰区域和富锂团簇。这种分子氧积累与相分离的协同作用，正是导致异常电压衰减的罪魁祸首。该发现不仅颠覆了人们对P2相结构稳定性的传统认知，更为设计新型阴离子氧化还原反应(ARR)活性正极材料提供了重要理论指导。