水系鋰離子電池(ALIB)由于水系電解質的高安全性、不可燃性、環境友好性、高離子遷移率和低成本等優點，最近引起了廣泛關注。O3型層狀正極材料具有高能量密度，其以成功應用在有機電解質鋰離子電池中。但是，O3型層狀正極材料在水性電解質中的短循環壽命阻礙了它們在水性鋰離子電池(ALIB)中的實際應用。

基于此，南京理工大學夏暉和朱俊武等報道了不同結構O3-LCO和O2-LCO的層狀鈷酸鋰多晶型物在水性電解質中的穩定性，并證明了層狀LiCoO₂在水性電解質中的結構穩定性可以通過將氧堆積從O3改變為O2來顯著提高。

實驗結果顯示，O3-LCO表現出快速的容量衰減，這是由于在循環過程中與Co溶解引發的顆粒表面即時層狀到尖晶石相變。相比之下，O2-LCO很好地保持了其層狀結構，在循環過程中抑制了Co溶解，從而顯著延長了在水性電解質的循環壽命。

當在水性電解質中循環時，兩種層狀結構都會發生質子化，并且H-O鍵的形成會削弱相鄰的Co?O鍵，從而增加結構不穩定性，同時增加Co遷移概率。隨著Co-O鍵長的縮短，O2-LCO對親電質子攻擊的抵抗力顯著提高，并且在八面體中增強了Co限制能力。

因此通過改變氧的堆積順序，可以設計陽離子之間的共享面局部配置，以進一步阻止Co遷移到Li層，從而有效地抑制層狀到尖晶石的相變，這為設計具有高能量密度和長循環壽命的ALIB層狀正極材料提供了指導。

Stabilizing Layered Structure in Aqueous Electrolyte via O₂-Type Oxygen Stacking. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202202194