LiMn2O4 (LMO)是具有前景的溶液相Li離子電池正極材料，但是LiMn2O4 (LMO)通常的循環性能較差，導致難以應用于實際情況。目前人們對于LiMn2O4 (LMO)的性能衰減機理仍不清楚，因此無法改善結構穩定性。通常人們認為電極/電解液的界面是導致電極性能衰減的主要原因。但是，人們對于含水的電極/電解液界面的研究仍然非常少。
有鑒于此，南京理工大學朱俊武教授、Liang Xue等報道發現H3O+在溶液電解液的充放電循環過程中插入LiMn2O4 (LMO)，而且發現H3O+的寄生作用。
本文要點
（1）
晶體形式的H3O+能夠形成梯度變化的Mn4+保護層，從而保證LiMn2O4 (LMO)電極穩定性，但是過量H3O+導致Li+導電性降低，因此電池容量快速衰減。
（2）
通過電化學分析、結構表征、第一性原理計算，作者發現H3O+以插層方式進入LMO，并且與LMO的結構變化有關。進一步，作者調節溶液電解液的氫鍵限制H2O的活性，從而調節晶體H3O+。
這項研究通過設計合適的H3O+晶體量增強LMO的穩定性，而且保持足夠的Li+擴散。
參考文獻
Huang, J., Xue, L., Huang, Y. et al. Thermodynamically spontaneously intercalated H3O+ enables LiMn2O4 with enhanced proton tolerance in aqueous batteries. Nat Commun 15, 6666 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51060-y
