近日，我院玉富达副教授与阙兰芳副教授团队在锂离子电池高容量富锂正极研究领域取得新进展，相关成果以“Symmetry Breaking Enabled Stable Oxygen Redox in Li-Rich Cathodes via π-Type Interaction（π型相互作用引发对称性破缺实现富锂正极中稳定的氧氧化还原反应）”为题，发表于国际顶级期刊 《Angewandte Chemie International Edition》。
有效稳定氧氧化还原反应过程是富锂正极材料走向实用化、实现高能量密度的关键挑战，然而，如何精确调控氧能级以实现其可逆反应至今仍不明确。本工作通过调控氧配体相邻的层间金属阳离子环境，在层状富锂材料中实现了全电压范围内无不可逆氧释放的稳定氧氧化还原。结合同步辐射X射线吸收光谱及金属-配体轨道组合理论分析，证实了因Ni 3d自旋向下t2g轨道与O 2p轨道间的π型相互作用，存在O至Ni电荷转移（还原耦合机制）。此外，从头算分子动力学模拟揭示，在π型相互作用下，脱锂后Ni的配位环境会发生自发对称性破缺；这增强了阴离子（O）氧化与阳离子氧化间的本征竞争，使O 2p轨道分裂产生的π*态保持在金属能带之下，从而避免过氧化。因此，改性材料展现出提升的电化学性能及稳定的结构/界面演化。该研究深化了对π型相互作用与局部金属阳离子环境之间关系的理解，并为设计具有稳定阴离子氧化还原的富锂正极材料提供了新路径。
永利集团yl6809为本论文第一署名单位，永利集团yl6809材料学院玉富达副教授为论文第一作者，永利集团yl6809材料学院阙兰芳副教授、香港城市大学姜云山博士、哈尔滨工业大学王振波教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（No.52372191）、厦门市自然科学基金（No.3502Z202372036）、福建省自然科学基金（No.2023J05047）以及中央高校基本科研业务费专项资金（No.ZQN-1203）共同资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202506507
（初审：玉富达，复审：许静，终审：魏展画）
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