华东师范大学李超教授领衔的研究团队，借助中国科学院合肥物质科学研究院稳态强磁场装置(SHMFF)的电子顺磁共振(EPR)光谱技术，成功揭示了P2型层状氧化物阴极电压衰减的成因，相关成果发表于《先进能源材料》，为设计更稳定的钠离子正极提供了新方向。长久以来，人们普遍认为P2型钠层状氧化物在阴离子氧化还原反应中稳定性优于富锂的O₃型氧化物，电压衰减也更小。但该团队发现，在高钠含量的P2型Na₀.₈Li₀.₂₆Mn₀.₇₄O₂中，循环时出现了显著电压衰减，这一现象无法用现有理论阐释。

研究显示，充电时氧转化过程明确，最终生成分子氧(O₂)。早期循环中，放电时氧仍可被还原，可随着循环次数增多，越来越多的O₂在放电状态下被困，这种不可逆积累被认为是电压衰减和容量损失的主因。EPR光谱技术在此研究中发挥了关键作用，它能无创监测氧的氧化还原行为，揭示活性氧中间体在循环中的演变与积累。同时，EPR还揭示了局部结构变化，锰与氧化氧自旋相互作用信号随循环次数增加而增强，与富锰区和富锂区形成一致，这些偏析效应在未还原氧作用下加剧，导致性能衰减。此外，团队还解释了高钠与低钠含量正极材料性能差异的原因，高钠材料层间距不足，易受氧捕获影响，而低钠正极间距大，保持稳定。

该研究凸显了EPR光谱技术在电池研究中的独特价值，整体改性策略成为缓解电压衰减、开发高性能电池阴极的关键。

更多信息： Chunjing Hu 等人，《未还原分子氧的积累解释了 P2 型层状氧化物阴极中异常电压衰减》，《先进能源材料》 (2025)。期刊信息： 先进能源材料