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在循環過程中，富鋰氧化物陰極由于原子無序和納米結構重排而導致能量密度降低，但它們難以表征。近日，牛津大學M. Saiful Islam、巴斯大學Kit McColl使用從頭算分子動力學和基于團簇擴展的蒙特卡羅模擬組合方法，在層狀富鋰（Li_1.2–xMn_0.8O₂）陰極中研究了該過程的動力學和熱力學。

本文要點：

1) 作者發現了一種在本體中形成O₂分子的動力學和熱力學機制，其涉及Mn遷移并由層間氧二聚化驅動。體結構相分離為富含MnO₂的區域和缺乏Mn的納米空隙，其中包含作為納米受限流體的O₂分子。

2) 此外，這些納米空隙以滲濾網絡連接，并能實現長程氧傳輸，從而將本體O₂的形成與表面O₂的損失聯系起來。該研究突出了開發動態穩定富鋰O-氧化還原陰極本體結構策略的重要性，從而保持其高能量密度。

參考文獻：

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