在循环过程中，富锂氧化物阴极由于原子无序和纳米结构重排而导致能量密度降低，但它们难以表征。近日，牛津大学M. Saiful Islam、巴斯大学Kit McColl使用从头算分子动力学和基于团簇扩展的蒙特卡罗模拟组合方法，在层状富锂（Li_1.2–xMn_0.8O₂）阴极中研究了该过程的动力学和热力学。

本文要点：

1) 作者发现了一种在本体中形成O₂分子的动力学和热力学机制，其涉及Mn迁移并由层间氧二聚化驱动。体结构相分离为富含MnO₂的区域和缺乏Mn的纳米空隙，其中包含作为纳米受限流体的O₂分子。

2) 此外，这些纳米空隙以渗滤网络连接，并能实现长程氧传输，从而将本体O₂的形成与表面O₂的损失联系起来。该研究突出了开发动态稳定富锂O-氧化还原阴极本体结构策略的重要性，从而保持其高能量密度。

参考文献：

Kit McColl et.al Phase segregation and nanoconfined fluid O₂ in a lithium-rich oxide cathode Nature Materials 2024

DOI: 10.1038/s41563-024-01873-5

https://doi.org/10.1038/s41563-024-01873-5