富锂正极材料在将阴离子氧化还原与阳离子氧化还原化学耦合以获得高能量密度电池方面具有重要意义。然而，阴离子氧化还原反应常常伴随着充电过程中过量氧氧化引起的有害且不可逆过程。更重要的是不可逆的晶格氧损失不可避免地在循环过程中引发TM的有害迁移和结构畸变，从而导致容量衰减，输出电位衰减和动力学迟滞等问题。

近日，日本产业技术综合研究所（AIST）周豪慎教授，乔羽报道了以Na前驱体P3型Na_0.6[Li_0.2Mn_0.8]O₂为原料，通过简单的离子交换法制备了一种新型的富锂无Ni/Co O3型Li_0.6[Li_0.2Mn_0.8]O₂正极材料（LMO），其具有稳定的阴离子氧化还原行为。

文章要点

1）研究发现，与其他典型的O3型富锂层状正极不同，LMO碱金属层（AM）保持了由Na前驱体的贫锂状态，而过渡金属层（TM）则具有锂过剩状态。

2）研究人员通过综合光谱表征（原位拉曼/DEMS/XRD，非原位XAS/拉曼等），不仅表征到复杂的与Mn/O有关的氧化还原行为，而且可以通过充放电过程很好地分配相应的阳离子/阴离子氧化还原反应。此外，XRD和ssNMR表征结果显示，电极材料具有稳定的结构演变和可逆的锂迁移过程，为长期循环中的阳离子/阴离子氧化还原化学奠定了坚实的基础。

3）实验结果显示，得益于稳定的结构演化和可逆的锂迁移过程，成功地实现了高输出容量（329 mAh g^-1）和良好的长期循环稳定性（500次循环中，每循环容量下降仅0.045%）。

Xin Cao, et al, Stabilizing Anionic Redox Chemistry in a Mn-Based Layered Oxide Cathode Constructed by Li-Deficient Pristine State, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202004280

https://doi.org/10.1002/adma.202004280