隨著對一次充電行駛數百英里電動汽車的需求增加，需要新的方法來克服可充電電池能量密度的限制。可逆陰離子氧化還原反應的出現為實現這一目標提供了一個有效方向；然而，這一過程對電池性能既有積極影響，也有消極影響。近日，北京科技大學Zhan Chun、阿貢國家實驗室Khalil Amine綜述研究了可充電電池中協同陽離子與氧氧化還原的相關性。
本文要點：
1) 雖然陰離子氧化還原通常會導致更高的容量，但它也會導致一些不利的影響，如電壓衰減、電壓滯后、動力學遲緩和氧氣損失。然而，具有拓撲化學趨勢陽離子的引入為實現具有改進動力學的長期氧氧化還原創造了一條有效途徑。陽離子在晶體結構中充當支柱，同時可以通過對電子結構的影響與氧相互作用，從而影響氧的氧化還原過程。
2) 作者深入研究了氧氧化還原的基本物理和化學特性，并在原子和電子尺度上闡明了陽離子在這一過程中發揮的關鍵作用。此外，作者對聚陽離子體系進行了系統總結，重點介紹了它們的電化學性能，以便為下一代陰極材料的發展提供指導。
Shiqi Wang et.al Correlating concerted cations with oxygen redox in rechargeable batteries Chem. Soc. Rev. 2024
DOI: 10.1039/D3CS00550J
https://doi.org/10.1039/D3CS00550J
