在锂离子电池研究领域，无序岩盐材料正逐渐成为科学家们探索低成本、高能量存储解决方案的焦点。这类材料因其潜在的应用价值，特别是在手机、电动汽车及可再生能源存储领域，而备受瞩目。
近期，牛津大学的研究团队在无序岩盐材料上取得了新进展。Peter G. Bruce、Robert A. House等科研人员针对两种特定的无序岩盐锂锰氟氧化物——Li3Mn2O3F2和Li2MnO2F，进行了深入研究。研究揭示，Li3Mn2O3F2通过Mn2+/Mn4+的氧化还原反应来储存电荷，而Li2MnO2F则涉及Mn3+/Mn4+以及氧的氧化还原过程。
研究过程中，科学家们观察到一个有趣的现象：在Li2MnO2F和Li3Mn2O3F2中，随着循环次数的增加，颗粒表面会形成一层电子电阻层。这一现象在氧参与氧化还原反应时尤为显著，它阻碍了粒子间的电子接触，进而导致了电压极化和容量损失。
为了直观展示这两种材料的电化学性能，研究者们绘制了相应的图表。图表显示，Li3Mn2O3F2和Li2MnO2F在循环过程中均表现出特定的容量和电压变化趋势。这些趋势为理解材料的性能衰减机制提供了重要线索。
进一步的研究发现，在循环过程中，颗粒表面的Mn逐渐变得更加还原且电化学活性降低。同时，这些表面还会形成含有LiF和其他氟化物质的CEI（固体电解质界面）层。这种高电阻的表面层导致了更高的过电势，从而加剧了容量和电压的损失。
在Li2MnO2F中，捕获的O2在最初的几个循环中会逐渐减少。氧的氧化还原反应还促使Li2MnO2F形成了比Li3Mn2O3F2更厚的CEI层。这些发现为理解无序岩盐正极材料的性能衰减提供了新的视角。
为了直观呈现电池的整体性能，研究者们还提供了电池性能的图表。图表显示，尽管这些无序岩盐材料在循环过程中表现出一定的性能衰减，但它们的初始性能仍然令人鼓舞。这些发现为新型无序岩盐正极材料的开发和应用提供了宝贵的指导。
