典型的具有氧氧化还原能力的层状氧化物在过渡金属层中含有额外的锂离子，其与氧的局部配位是触发氧氧化还原活性的关键。这些额外的锂离子可以形成独特的阳离子构型，如蜂窝状或带状有序，这取决于过渡金属或掺杂剂的种类和整体组成。

近日，首尔大学Kisuk Kang证明了这种超结构有序的存在是确保O2型富锂层状氧化物中氧氧化还原活性的长期稳定性的重要条件，最近已被证明在结构上对电压衰减问题是稳定的。

文章要点

1）结果表明，Co³⁺等价阳离子取代造成的超结构有序性丧失，使得层状结构在反复循环过程中更容易发生面内和面外过渡金属的迁移，从而促使O₂类层状氧化物的氧氧化还原活性逐渐衰减。

2）另一方面，Ni²⁺取代有助于保持超结构阳离子有序性，并能够保持初始高压氧氧化还原活性(~3.4 V vs Li/Li⁺)和高放电容量(~239 mAh g⁻¹)。

3）研究人员进一步阐明了取代基的类型和阳离子有序性对富锂电极宏观脱锂/嵌锂动力学和功率能力的影响。

这些发现表明了富锂层状氧化物的初始阳离子构型对于氧氧化还原稳定性的重要性，从而为富锂层状氧化物的组成工程提供了指导，以实现稳定和可逆的氧氧化还原活性。

参考文献

Donggun Eum, et al, Effects of cation superstructure ordering on oxygen redox stability in O2-type lithium-rich layered oxides, Energy Environ. Sci., 2023

DOI: 10.1039/D2EE03527H

https://doi.org/10.1039/D2EE03527H