在层状富锂正极中，阴离子氧化还原提供了高容量，但引发了一系列连锁问题，例如氧二聚化、表面氧气释放、体相内氧气的形成、过渡金属迁移、TMO6八面体畸变等。目前的研究主要集中在氧物种的演化和过渡金属的迁移过程，忽略了磁阻挫的变化对结构重组的重要作用。近日，澳门梅高美登录_澳门美高梅网址物理与电子科学学院胡炳文教授课题组首次提出强大的磁阻挫可能是体相内氧气和氧二聚体形成的内在驱动力，这为强共价体系中氧气的形成提供了合理的解释，也为进一步理解阴离子氧化还原提供了一个独特的视角。
ACS Energy Letters 刊发澳门梅高美登录_澳门美高梅网址胡炳文课题组最新研究成果
Li2RuO3在充放电过程中磁阻挫的演化过程
磁阻挫驱动trapped O2形成的机理
研究发现，Li2RuO3在Ru4+到Ru5+的氧化阶段，由于C2/c到R3的结构相变和Ru自旋量子数的增加，磁阻挫会剧烈增加；在阴离子氧化阶段，伴随着氧二聚体和氧气的形成，强大的磁阻挫得到快速缓解并最终消除。尽管Li2RuO3中Ru-O的共价结合能力较强，但依旧无法阻止氧气的形成。因此，研究人员指出，富锂正极的性能改进策略不仅要增强过渡金属与氧原子之间共价结合，更要缓解蜂窝状结构中的磁阻挫。
研究成果以“Coupling of Oxygen Dimer and Trapped O2 with Strong Magnetic Frustration in Layered Li-rich Cathodes ”为题，发表于ACS Energy Letters 期刊。澳门梅高美登录_澳门美高梅网址为论文第一完成单位，胡炳文教授为论文通讯作者，博士生吴祥为论文第一作者。研究工作得到国家自然科学基金委、澳门梅高美登录_澳门美高梅网址公共创新服务平台（EPR平台）、合肥物质科学研究院强磁场科学中心的大力支持。
附：
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.4c0291
来源｜物理与电子科学学院、科技处 编辑｜毛宇彤 编审｜郭文君
