可逆晶格氧氧化还原反应具有提高能量密度和降低电池阴极成本的潜力。然而，它们的广泛采用面临着电压迟滞较大和稳定性差等障碍。目前的研究通过在P3型Na_2/3Cu_1/3Mn_2/3O₂中实现无滞后、长期稳定的氧氧化还原反应来解决这些挑战。

在这里，布鲁克海文国家实验室Enyuan Hu，橡树岭国家实验室Jue Liu表明这是通过在充电和放电期间形成自旋单线态来实现的。

文章要点

1）包括原位X射线衍射在内的详细分析显示了循环过程中高度可逆的结构变化。此外，局部CuO₆ Jahn-Teller畸变始终存在，并且具有动态Cu-O键长变化。原位硬X射线吸收和异位软X射线吸收研究以及密度函数理论计算揭示了大约3.66V和3.99V平台的两种不同的电荷补偿机制。

2）值得注意的是，研究人员在3.99V充电期间观察到类似张米的单线态，提供了一种替代的电荷补偿机制来稳定活性氧氧化还原反应。

参考文献

Wang, X., Yin, L., Ronne, A. et al. Stabilizing lattice oxygen redox in layered sodium transition metal oxide through spin singlet state. Nat Commun 14, 7665 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-43031-6

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43031-6