據國外媒體報道，法拉第研究所CATMAT項目的一些成員和牛津大學的科學家在研究下一代正極材料時，對富鋰正極材料中的氧氧化還原過程有了新的認識，并提出了提高鋰離子電池能量密度的方法。
牛津大學教授、法拉第研究所首席科學家彼得·布魯斯(Peter Bruce)教授表示:“在不斷提高鋰離子電池能量密度的過程中，能夠利用氧-氧化還原陰極的電位是非常重要的。此外，與目前商用的富鎳陰極相比，氧氧化還原陰極還能帶來更大的改進。對氧-氧化還原基本機制的深入理解是制定策略和減少此類材料當前局限性的重要措施，可以促進其潛在商業應用的實現。”
法拉第研究所首席執行官帕姆·托馬斯(Pam Thomas)表示:“在英國電氣化競賽中找到突破性的解決方案，需要對行業相關目標進行大規模的集中研究。法拉第研究所研究人員的發現開啟并加速了電池材料研究方法的探索，從而提高了未來電動汽車的續航里程。這一突破是利用英國的鉆石光源和羅伊斯研究所的先進設備實現的，這也證明了維護英國的研究基礎設施非常重要。”
(來源:法拉第研究所)
提高電動汽車的續航里程，需要電池材料在更高的電壓下儲存更多的電荷，從而實現高“能量密度”。增加鋰離子陰極材料如層狀過渡金屬氧化物和鈷、鎳和錳的能量密度的方法有限。還有一種研究方法是在氧化物離子和過渡金屬離子上儲存電荷。
多年來，使用這種氧氧化還原材料來提高陰極能量密度也是一種很有潛力的方法。然而，這種材料在首次充電時會發生結構變化(主要是不可逆變化)，導致后續的放電和充電循環電壓顯著下降，從而阻礙了其在商用電池中的潛在應用。
為了發現氧-氧化還原反應的機理，解釋上述結構變化，一段時間以來，世界各地的科學家都在進行研究，但仍然很難做出明確的解釋。過去，諸如共振非彈性X射線散射(RIXS)的技術已經成功地用于檢測氧的變化。然而，通過與鉆石光源的研究人員合作，法拉第研究所的研究人員成功揭示了RIXS的特性，表明大多數材料中的氧化物是分子氧，而不是過氧化物或其他化合物。
巴斯和卡特馬特大學的首席研究員賽弗爾·伊斯拉姆教授說:“計算模型證明分子氧的變化可以解釋兩個觀察到的電化學反應，一個是首次放電時電壓降低的問題，另一個是結構變化的問題。以上兩種反應在材料的大部分部分都可以解釋。這種將分子氧和電壓損失聯系起來的統一模型可以幫助研究人員提出實用的策略來避免氧氧化還原引起的不穩定性，從而為實現更可逆的高能量密度鋰離子陰極提供了一種可能的途徑。”
本文提出了六種可能的策略，這些策略目前都在CATMAT項目中進行研究。了解力學原理可以加快這些領域的研究，為迭代、試錯提供替代方案。在新的研究方向上，研究人員正在開發一種獨特的“超結構”，以控制過渡金屬層中鋰原子的順序，從而提高結構穩定性，降低電壓損失。據國外媒體報道，法拉第研究所CATMAT項目的一些成員和牛津大學的科學家在研究下一代正極材料時，對富鋰正極材料中的氧氧化還原過程有了新的認識，并提出了提高鋰離子電池能量密度的方法。
牛津大學教授、法拉第研究所首席科學家彼得·布魯斯(Peter Bruce)教授說:“在不斷提高鋰離子電池能量密度的過程中，能夠利用潛力非常重要……氧氧化還原陰極。此外，與目前商用的富鎳陰極相比，氧氧化還原陰極還能帶來更大的改進。深入了解氧氧化還原的基本機制是制定策略和減少此類材料目前局限性的重要措施，可以促進其潛在商業應用的實現。"
法拉第研究所首席執行官帕姆·托馬斯(Pam Thomas)表示:“在英國電氣化競賽中找到突破性的解決方案，需要對行業相關目標進行大規模的集中研究。法拉第研究所研究人員的發現開啟并加速了電池材料研究方法的探索，從而提高了未來電動汽車的續航里程。這一突破是利用英國的鉆石光源和羅伊斯研究所的先進設備實現的，這也證明了維護英國的研究基礎設施非常重要。”
(來源:法拉第研究所)
提高電動汽車的續航里程，需要電池材料在更高的電壓下儲存更多的電荷，從而實現高“能量密度”。增加鋰離子陰極材料如層狀過渡金屬氧化物和鈷、鎳和錳的能量密度的方法有限。還有一種研究方法是在氧化物離子和過渡金屬離子上儲存電荷。
多年來，使用這種氧氧化還原材料來提高陰極能量密度也是一種很有潛力的方法。然而，這種材料在首次充電時會發生結構變化(主要是不可逆變化)，導致后續的放電和充電循環電壓顯著下降，從而阻礙了其在商用電池中的潛在應用。
為了發現氧-氧化還原反應的機理，解釋上述結構變化，一段時間以來，世界各地的科學家都在進行研究，但仍然很難做出明確的解釋。過去，諸如共振非彈性X射線散射(RIXS)的技術已經成功地用于檢測氧的變化。然而，通過與鉆石光源的研究人員合作，法拉第研究所的研究人員成功揭示了RIXS的特性，表明大多數材料中的氧化物是分子氧，而不是過氧化物或其他化合物。
巴斯和卡特馬特大學的首席研究員賽弗爾·伊斯拉姆教授說:“計算模型證明分子氧的變化可以解釋兩個觀察到的電化學反應，一個是首次放電時電壓降低的問題，另一個是結構變化的問題。以上兩種反應在材料的大部分部分都可以解釋。這種將分子氧和電壓損失聯系起來的統一模型可以幫助研究人員提出實用的策略來避免氧氧化還原引起的不穩定性，從而為實現更可逆的高能量密度鋰離子陰極提供了一種可能的途徑。”
本文提出了六種可能的策略，這些策略目前都在CATMAT項目中進行研究。了解力學原理可以加快這些領域的研究，為迭代、試錯提供替代方案。在新的研究方向上，研究人員正在開發一種獨特的“超結構”，以控制過渡金屬層中鋰原子的順序，從而提高結構穩定性，降低電壓損失。
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