周豪慎/乔羽ACS Energy Lett.：高稳定锂基层状氧化物，每圈衰减0.019%/1000圈！

富锂层状氧化物由于结合了阳离子和阴离子的氧化还原活性，是高能量密度锂离子电池有前景的正极候选材料。然而，严重的晶格氧损失不可避免地诱发过渡金属（TM）和锂层中不可逆的锂迁移，这降低了Li-O-Li构型的稳定性，从而导致严重的结构畸变和容量衰减。

日本产业技术综合研究所周豪慎、乔羽等首次在锂基层状氧化物中引入Li-O-Na构型，它不仅可以触发氧的氧化还原活性以提供额外的容量，而且还可以稳定层状结构以实现优异的循环性能。

图1. 材料表征

具体而言，作者通过Na[Na_1/3Ru_2/3]O₂的Li⁺/Na⁺离子交换过程，获得了具有Li-O-Na构型的新型层状氧化物正极，Li[Na_1/3Ru_2/3]O₂。通过TM层内的固体Na替代，Li-O-Na构型在循环时可以保持，这增强了长期循环时的结构和电化学稳定性。因此，不仅触发了可逆的氧氧化还原反应，而且不可逆的氧释放也能得到有效的抑制，在可逆的阴阳离子氧化反应的基础上，层状Li[Na_1/3Ru_2/3]O₂实现了232 mAh g^-1的高容量。

图2. 层状Li[Na_1/3Ru_2/3]O₂的电化学性能

此外，受益于TM层内稳定的Na替代，在（脱）锂化过程中实现了可逆的相变和结构演化，实现了卓越的电化学性能，在50和200 mA/g时分别提供了每圈循环0.021%（800次）和0.019%（1000次）的有限容量衰减。总之，这项研究结果不仅证明了可逆的氧氧化还原反应是在基于Li-O-Na构型的锂基正极材料中实现的，而且还为传统Li-O-Li构型的富锂氧化物正极提供了一种有竞争力的结构。

图3. 层状Li[Na_1/3Ru_2/3]O₂循环时阴阳离子氧化还原行为分析

Triggering and Stabilizing Oxygen Redox Chemistry in Layered Li[Na1/3Ru2/3]O2 Enabled by Stable Li–O–Na Configuration. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01072