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O3型層狀氧化物代表了鈉離子電池(SIBs)的非常有前途的候選材料。然而，由于復(fù)雜的相變機(jī)制和過渡金屬離子的遷移，這些陰極的內(nèi)在穩(wěn)定性規(guī)律仍然難以捉摸。

近日，廣東省科學(xué)院新材料研究所Biwei Xiao，北京科技大學(xué)Dongsheng Geng，寧波東方理工大學(xué)Wei Xia，孫學(xué)良院士，深圳大學(xué)Jiangtao Hu強(qiáng)調(diào)了堿金屬層和TM層的間距之間的比率（r = d_O-Na-O/d_O-TM-O）在確定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和相應(yīng)的電化學(xué)性能方面起關(guān)鍵作用。

文章要點

1）研究人員設(shè)計了一個奇特的Na_xMn_0.4Ni_0.3Fe_0.15Li_0.1Ti_0.05O₂ (0.55 ≤ x ≤ 1)的組成，即即使R的高度高于1.969，即使是正常的O3-type結(jié)構(gòu)，它在熱力學(xué)上穩(wěn)定為O3型結(jié)構(gòu)。

2）高r值使O3陰極處于O3-P3相變的準(zhǔn)備階段，導(dǎo)致快速而平穩(wěn)的相變過程。它還引起Na層的顯著拉伸的間隙四面體結(jié)構(gòu)，從而有效地阻止TM遷移。利用這一機(jī)制，研究人員重新檢查了P2/O3雜化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)的潛在原因。

參考文獻(xiàn)

Li, M., Zhuo, H., Lei, J. et al. Unravelling the structure-stability interplay of O3-type layered sodium cathode materials via precision spacing engineering. Nat Commun 16, 2010 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-57378-5

https://doi.org/10.1038/s41467-025-57378-5