リチウム富化カソード材料における可逆的O2−/O−レドックスプロセスの直接可視化

従来のLi-ionバッテリーのカソードは主に遷移金属レドックスを伴う挿入-抽出プロセスを通じて機能します。これらのカソードは、リチウム富化層状酸化物がキャパシティを超える性能を発揮するまで、増加する要求に応えることができません。しかし、リチウム富化層状酸化物によって提供される結晶と過剰キャパシティの進化に関する深い理解は不十分です。ここでは、典型的な材料Li1.2 Ni0.2 Mn0.6 O2に対してX線回折やラマン分光法などの各種インシチュ技術を使用して、主にc軸に沿ったO-O-（ペロキシ酸素二量体）結合を直接可視化し、可逆的O2- /O-レドックスプロセスを示しています。さらに、ペロキシOO結合の形成は密度汎関数理論を通じて計算され、対応するOO結合長は約1.3Åであり、インシチュラマンの結果とよく一致しています。これらの成果は、層状酸化物における酸素化学を豊かにし、リチウムイオンバッテリー用の高性能正極を設計する機会を開きます。