由于锂金属的开发，使锂金属电池的负极能量密度达到极限。至于正极能量密度的提高，目前仍有极大的提高空间，其中利用氧相关的阴离子氧化还原活性是最具吸引力的策略之一。典型地，伴随着诱导的阴极氧化还原活性从过渡金属（TM）氧化还原开始，TM氧化物正极内会触发O相关的阴离子氧化还原活性，特别是对于富锂层状正极。此外，直接利用Li2O内的纯阴离子氧化还原活性会摆脱了复杂TM的缺陷，从而使得容量得到根本改善。然而，对于密封电池环境，扩展基于Li2O的正极的电荷深度将导致电荷电势的上升。结果，伴随着Li2O2的形成，有害的析氧（也产生了超氧）将导致不可逆的容量损失和低库仑效率。因此，从锂基正极反应的开创性工作来看，今后的研究方向和任务应集中在以下几个方面：1)通过增加非超氧/氧电荷深度来提高Li2O的利用率；2)降低非活性催化基质的比例，提高整个正极的比容量；3)降低催化剂成本，限制贵金属催化剂的使用；4)将Li2O基正极与锂金属(限量)耦合以制备高能量密度的全电池。
基于以上，得益于高能量密度的Li2O基正极和超稳定的醚基电解质体系，南京大学周豪慎教授报道了一种低成本，基于阴离子还原的高能量密度的500 Wh/kg锂金属袋式电池。同时，整个正极的比容量提高到477 mAh/g（基于整个正极质量负荷）。
文章要点
1）得益于Li2O/Li2O2电偶的低氧化还原电位，研究人员将典型的碳酸盐基电解质体系转变为改性的醚基电解质体系，表现出优异的镀锂/剥离效率和长期稳定性。
2）研究人员采用低成本的镍基催化剂衬底，有效地控制了正极催化基质的成本。
3）得益于电解液的改性，高效和长期稳定的锂金属循环保证了有限的锂金属在全电池系统中的使用，从而极大地提高了储袋电池级的能量密度。实验结果表明，加上有限的锂金属负极（仅过剩一倍），电池的全电池能量密度可达961 Wh/kg（相当于以整个电极的质量负荷）。更重要的是，获得了实用的500 Wh/kg（以袋重量计算）袋式锂金属电池（100次循环后能量密度保持率约为80%）。
4）最后，研究人员通过精准共享和分析当前袋式电池系统中各单元级参数的提升空间，向其他电池研究人员传递一个直观的信息，引导其关注这一极具前景的低成本、高能量密度电池系统的开发。
总之，该研究工作能引起人们对基于Li2O/Li2O2的阴离子氧化还原正极及相关催化体系的关注，其在提高电动汽车用可充电锂金属电池的能量密度方面具有巨大的潜力。
Yu Qiao, et al, A 500 Wh/kg Lithium-Metal Cell Based on Anionic Redox, Joule (2020)
DOI：10.1016/j.joule.2020.05.012
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.05.012
