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富鋰層狀氧化物有望成為下一代鋰離子電池的高容量陰極，但其性能受到不可逆陰離子氧化還原的阻礙，導致電壓衰減、滯后和動力學緩慢。

為了解決這些問題，北京科技大學Jianling Li，Juan Zhang，Huican Mao，清華深圳國際研究生院康飛宇教授通過Be摻雜來調節Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂中Ni/Mn的自旋態，產生超交換相互作用，激活Nit_2g軌道。

文章要點

1）Ni-t_2g軌道的活化引發了Ni/O之間的還原偶聯機制，從而改善了陰離子氧化還原的可逆性和動力學。強π型Ni-t_2g/O-2p相互作用形成了穩定的Ni(O–O)構型，抑制了過量的陰離子氧化。

2）在這項工作中，Be改性陰極具有良好的循環穩定性，在1 C (60分鐘，250mA g^-1)下經過400次循環后，每次循環衰減0.04 mAh/g和0.5 mV，在10 C (6分鐘，2500 mA g^-1)下的速率性能為187 mAh/g，為穩定氧氧化還原化學和設計高性能富鋰陰極提供了一種策略。

參考文獻

Zheng, C., Wang, Y., Mao, H. et al. Superexchange interaction regulates Ni/Mn spin states triggering Ni-t2g/O-2p reductive coupling enabling stable lithium-rich cathode. Nat Commun 16, 3900 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-59159-6

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59159-6