随着锂离子电池不足的逐渐显露，人们对钠离子电池的研究越来越多。在众多正极材料候选物中，O3型Na基层状过渡金属氧化物NaTMO2（其中TM =过渡金属，例如Co，Ni，Mn，Fe等）被认为是最有潜力的候选物之一，因为它们具有良好电化学活性，并且合成过程简单。然而，当暴露于空气中时，O3型正极的容量由于Na的自发萃取和过渡金属的氧化等迅速降低。另外，空气稳定性差大大提高了材料储存、运输和电池制造的成本，从而限制了O3型氧化物的实际应用。近期，中科院化学所等提出一种组合结构调制的方法，即通过降低Na的层间距并同时提高过渡金属的价态，改善了O3型金属氧化物空气稳定性差的问题。该成果发表在JACS(IF=13.038)上。
图1.（a）NaNCMT的SEM图像。（b）NaNCMT的EDS图。（c）NaNM和（d）NaNCMT的XRD数据的Rietveld修正模式。
注：NaNMT: NaNi0.5Mn0.4Ti0.1O2
作者通过用费米能级几乎不同的Ti^4+来代替Cu^2+以实现NaNM的调制，而不是用Ni^2+/Mn^4+。通过Rietveld修复，电化学和XPS测试（Na层间距从3.45缩小至3.37Å，OCV从3.68增加到3.82V）。所得NaNCMT比NaNM在稳定的曝气时间内增加了20倍，甚至浸泡在水中后保持了原有的结构和容量。此外，电荷排序和复杂的相变在循环过程中都被有效地抑制。因此在500次循环后，NaNCMT的容量保留几乎是NaNM的9倍。
图2.（a）在0.1C下的第一次充电/放电曲线。（b）在1C下的循环稳定性和库仑效率图。（c）评估样品的倍率性能。（d）在恒定0.5C充电倍率下，放电倍率从0.1C到10C间NaNCMT的放电曲线。
通过组合结构调制法，解决了O3型Na基层状过渡金属氧化物空气稳定性差的问题。这种方法操作简单，效果好，为开发高性能O3型正极铺平了道路，将成为NIB大规模应用的里程碑。
Hu-Rong Yao, Peng-Fei Wang, Yue Gong, JienanZhang, Xiqian Yu, Lin Gu, Chuying OuYang, Ya-Xia Yin, Enyuan Hu, Xiao-QingYang, Eli Stavitski, Yu-Guo Guo, Li-Jun Wan; Designing Air-Stable O3-TypeCathode Materials by Combined Structure Modulation for Na-Ion Batteries; DOI: 10.1021/jacs.7b05176
扫描下方二维码受邀后还可加入能源学人科研讨论微信群，有几百个小伙伴在等着你！欢迎能源领域的朋友踊跃投稿！
声明：
1.本文主要参考以上所列文献，文字、图片和视频仅用于对文献作者工作的介绍、评论，不得作为任何商业用途。
2.本文版权归能源学人工作室所有，欢迎转载，但不得删除文章中一切内容！
3.因学识所限，难免有所错误和疏漏，恳请批评指正。
本站非明确注明的内容，皆来自转载，本文观点不代表清新电源立场。
