发表在《自然·能源》杂志上的一篇论文介绍了如何利用英国钻石光源的共振非弹性X射线散射（RIXS）识别重要电池材料富锂NMC（Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2）中氧化氧（oxidised oxygen）的性质。人们正仔细考虑将这种化合物用于下一代锂离子电池，因为它可以提供比目前最先进的材料更高的能量密度，这意味着可以实现更长的电动汽车续航里程。他们希望这项工作有助于解决诸如电池寿命和富锂材料电压衰减等问题。该研究由牛津大学、亨利·罗伊斯和法拉第研究所、英国钻石光源的联合研究小组完成。

富锂阴极材料是增加锂离子电池能量密度为数不多的选择之一。这些结构中几乎所有的锂都可被去除，因为可以通过过渡金属（TM）离子的氧化及氧化物离子来补偿。但是，与这种氧化还原过程有关的高电压在放电时无法恢复，从而导致所谓的电压滞后和能量密度的显著降低。这是阻碍其充分利用的主要挑战之一，而且人们对这种现象的理解仍不透彻。

论文第一作者、牛津大学材料系Rob House博士表示，他们在钻石光源的I21光束线上使用高分辨率RIXS光谱研究了氧化还原过程，也是在其氧化物离子上存储电荷的方式。但是，事实证明，研究人员很难完全理解这一过程。此材料在第一次充电过程中会经历复杂的结构变化，导致较大的电压滞后现象，但人们尚不清楚氧化物离子存储能量的机理。”

他补充道：“分析我们获得的数据能够得到一些光谱特征，这些特征曾被RIXS技术探测到但无法被完全识别。我们能够解析由氧气分子振动引起的精细结构，从而能够分析在这一电池材料类别的RIXS特征。这些氧气分子被困在阴极主体材料中，可以在放电过程中重新形成氧化物离子，但电压会低于初始充电时的电压。这为解释氧化还原过程提供了一种新的机制，代表着电池材料向前迈出了重要一步。