对高性能电池的迫切需求激发了过渡金属氧化物（TMO）基高电压锂离子电池正极材料的开发。高电压运行下引发的复杂的化学反应，其概念和机理一直备受争议。

近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室Wanli Yang，SLAC国家加速器实验室Thomas P. Devereaux，中科院物理研究所李泓研究员，北京大学深圳研究生院潘锋教授报道了通过研究Li₂MnO₃体和表面的Mn和O态，阐明了Mn(III/IV)氧化还原主导了Li₂MnO₃的可逆体氧化还原，而初始电荷平台来自氧释放和碳酸盐分解的表面反应。同时，在任何电化学阶段都不涉及晶格氧氧化还原。

本文要点：

1）碳酸盐的生成和分解突出了Li₂MnO₃表面的催化性能，从而激发了以Li₂MnO₃作为电催化剂的Li-CO₂/空气电池。

2）Li₂MnO₃中无晶格氧氧化还原质疑了富Li化合物中氧氧化还原机制，光谱研究比较发现其与常规材料中的氧氧化还原具有相同的性质。

这些发现为阐明和控制高性能正极的氧活度提供了指导，并为使用富碱性材料进行催化反应提供了机会。

Zhuo et al., Cycling mechanism of Li₂MnO₃: Li–CO₂ batteries and commonality on oxygen redox in cathode materials, Joule (2021)

DOI：10.1016/j.joule.2021.02.004

https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.02.004