采用同位素標記法以及原位質譜，揭示了在常規電池操作條件下過氧化鋰的分解界面，并提出了催化劑的作用機理，為鋰-氧電池的材料設計提供了**的理論依據。

對于過氧化鋰分解界面的研究，以往文獻所使用的方法大多偏離鋰-氧電池的實際情況。例如，采用原位光譜學方法得出的結論往往基于過氧化鋰是均勻分布的膜狀物，而在實際電池中人們觀察到的常常是微米級的顆粒；又如，采用原位電鏡研究時所施加的電位通常遠遠偏離鋰-氧電池的正常工作電位，這些因素造成了人們對過氧化鋰分解界面的認識存在諸多分歧。

為此，采用同位素標定法模擬真實鋰-氧操作條件，研究了過氧化鋰的分解界面。將組裝成的鋰-氧電池依次在普通氧氣（16O2）和同位素氧氣（18O2）中放電，構筑了一種殼為Li218O2核為Li216O2的顆粒產物結構。二次離子質譜表明，Li218O2主要集中在產物的表面，也就是與電解液接觸的界面，Li216O2主要集中在產物的內部，也就是與電極材料接觸的界面。在充電過程中，同位素氧氣（18O2）先逸出，常規氧氣（16O2）隨后逸出。這表明，過氧化鋰的分解是在電解液/過氧化鋰顆粒的界面進行的。

在充電伊始，過氧化鋰先與催化劑形成了一層穩定的界面，這一界面使得過氧化鋰/電極界面的氧原子被穩定而不易脫離，然后鋰離子從過氧化鋰的外表面遷移至過氧化鋰/電極的界面，同時氧氣從過氧化鋰顆粒的外表面逸出。這一說法提出了催化劑的作用機制，同時解釋了過氧化鋰從電解液/過氧化鋰界面分解的內在原因。同時，這種同位素標定加上質譜分析的方法為人們研究金屬-空氣電池的反應機制提供了新的思路。