据外媒报道，牛津大学、亨利·罗伊斯、法拉第学院和英国国家同步加速器钻石光源的研究人员利用“钻石光源”的共振非弹性X射线散射来识别富锂NMC这一重要电池材料中氧氧化物的性质。与目前可用的最先进材料相比，这种材料可以提供更高的能量密度，并扩大电动汽车的续航里程，使其被广泛认为适用于下一代锂离子电池。研究人员希望科学家们能够利用他们的研究结果来解决富锂材料中与电池寿命和电压衰减有关的问题。
钻石光源I21 RIXS首席光束科学家周克进表示， “我们的主要任务是了解神秘的第一次循环电压滞后现象，在这种现象中，氧化还原过程无法完全恢复，导致电压损失和能量密度降低。这个研究团队之前已经对这个过程进行了研究。据报道，钠离子电池正极出现电压滞后是由于在充电过程中，金属离子发生跃迁，导致形成的氧分子被捕获在颗粒中。周代表：目前，我们的研究重点是富锂材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2。和以前一样，关键的发现表明，自由氧分子在材料内部形成，这一点以前没有得到重视。这一发现非常重要，因为这种材料具有高TM-O共价性，并且以前被认为可以抑制氧分子的形成。我相信我们的工作将对未来的电池阴极设计产生重大影响，最大限度地减少不稳定的蜂窝结构。当涉及到解决富锂NMC材料的其他问题，如电压衰减时，这项研究也具有重要意义。这些问题将阻碍它们的商业化，并影响能够更可逆地利用O-氧化还原过程的新材料的发现。能够提高锂离子电池能量密度的材料很少，富锂正极材料就是其中之一。在这些结构中，几乎所有的锂都可以被去除，首先通过过渡金属（TM）离子的氧化来补偿，然后通过氧离子的氧化。然而，在充电期间参与O-氧化还原过程的高电压在放电期间不能恢复，导致所谓的电压滞后和能量密度的显著降低。这是阻碍材料充分发挥潜力的关键挑战之一，对这一现象的理解仍然不完整。牛津大学材料系的主要研究人员Rob House博士表示：在我们的研究中，我们使用金刚石光源I21光束线的HR RIXS来研究O-氧化还原过程。这是材料储存氧离子电荷的方式，而氧离子是其结构的一部分。然而，研究人员发现很难完全理解这一过程。这种材料在初始充电期间经历复杂的结构变化导致严重的电压滞后，氧离子储存能量的机制尚不清楚“通过获得的数据，我们可以识别出RIXS技术之前检测到但无法完全识别的神秘光谱特征。我们可以分解氧分子振动产生的精细结构，因此我们可以识别在这一重要类别的电池材料中获得的RIXS特征。这些氧分子被困在阴极主体中并且可以在放电过程中以较低的电压转换回氧离子。这是为了解释O-氧。化学还原过程提供了一种新的机制，是电池材料发展的重要一步
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