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开发新型高能量密度以及低成本的锂离子电池,是有效应对能源危机和环境挑战的可行路径之一。稳定且可逆的阴离子氧化还原反应可以有效提高电极材料的能量密度。遗憾的是,对阴离子氧化还原反应机理的理解尚存在争议。正确理解电化学循环过程中电极材料的电子态演化对理解阴离子氧化还原反应机理具有重要意义。基于同步辐射的软X射线光谱技术可以直接探测费米能级附近的电子态。在本工作中,通过软X射线光谱技术对氧化物电极材料以及相关参考样品做了系统性研究,获得电极材料电化学循环过程中氧电子态演化信息,深入理解阴离子氧化还原反应的基本原理。该工作主要分为以下四部分:（1）通过对47种不同过渡金属氧化物进行系统性O-K sXAS光谱表征及解析,完善了对O-K sXAS光谱的理解,阐明了O-K sXAS在表征阴离子氧化还原反应方面的局限性。此外,利用过渡金属与氧的杂化峰,将不同金属映射于相同能量尺度,建立过渡金属氧化还原电位序列图。（2）对不同氧化态的氧进行了mRIXS光谱表征及相关理论解析,发现非负二价氧在mRIXS光谱中呈现出特定的带内激发特征峰。mRIXS光谱为探测和理解过渡金属氧化物电极材料中的阴离子氧化还原反应提供了关键线索。（3）在Li2RuO3电极材料的研究中,mRIXS光谱观测到对应于非负二价晶格氧的特征峰,并随着电化学过程的进行,特征峰循环往复的出现及消失。上述特征峰源于过渡金属氧化物中金属价态升高至阈值,NCT（negative charge transfer）效应导致氧电子态重构并劈裂为完全占据态及完全未占据态后产生的带内激发态。通过对O-K mRIXS光谱的半定量化研究表明,在Li2RuO3电化学循环的过程中,第1圈低电压平台来源于Ru4+/5+氧化还原电对,第1圈高电压平台时氧参与阴离子氧化还原反应,且阴离子氧化还原反应在前50圈具有良好的可逆性。（4）对Li2MnO3电极材料的光谱研究表明,Li2MnO3电化学循环过程中没有非负二价晶格氧产生,不存在可逆的阴离子氧化还原反应。Li2MnO3的第1圈充电容量来源于不可逆的氧反应;从第1圈放电过程开始,Mn氧化还原反应参与到电化学过程中,并且是电化学容量的主要来源。可逆的阴离子氧化还原反应与不可逆的氧缺失等反应之间存在本质的区别。