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使用化学计量比的层状Li金属氧化物作为阴极的Li离子电池目前达到了能量密度的极限，这是因为单一阳离子氧化还原反应的局限。研究者发现晶格氧的氧化还原反应（LOR）是产生高能量密度的特征机制。但是人们对于晶格氧的LOR机理并不清楚，因此阻碍设计更好的阴极材料。有鉴于此，清华大学谷林教授、华中师范大学郭彦炳教授、高昂、中国科学院物理所张庆华等报道化学计量比的Ni基阴极能够，通过电化学过程的离子迁移形成动态过渡金属网络的现象。
本文要点
1）通过原位和离线STEM表征观测发现带状的过渡金属原子网络，根据研究结果提出t2g轨道填充规则，能够指导设计有序结构过渡金属网络，并且得到计算结构和见诸报道的有序过渡金属氧化物的支持。
2）这项研究工作表明了化学计量比层状氧化物电极材料的LOR机理，展示了调节过渡金属有序结构方式，发展和设计高能量密度电极材料。
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参考文献：
Ang Gao, Xinyan Li, Qinghua Zhang, Ting Lin, Yichi Wang, Yujie Chen, Weiguang Lin, Shiyu Wang, Pengxiang Ji, Zhu Luo, Jinlong Wang, Yanbing Guo, Lin Gu, Dynamic Transition Metal Network via Orbital Population Design Stabilizes Lattice Oxygen Redox in Stoichiometric Layered Cathodes, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412673
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412673
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