新聞網訊 近日,，我校物理科學學院李洪森教授課題組在研究雙相結構對于鈉離子電池層狀氧化物正極材料的電化學影響以及其內在機理中取得重要研究進展,。相關原創(chuàng)性研究成果以“Revealing the Nature of Binary-Phase on Structural Stability of Sodium Layered Oxide Cathodes”為題在國際頂級學術期刊《Advanced Materials》在線發(fā)表。碩士研究生劉仁斌,、阿貢國家實驗室Weiyuan Huang,、碩士研究生劉杰為該文第一作者,，李洪森教授為通訊作者,，其他通訊作者還有美國阿貢國家實驗室Khalil Amine教授和Tongchao Liu教授。這是李洪森教授課題組近半年來發(fā)表的第6篇國際頂級期刊學術研究成果（PNAS, 2023, 120, e2314362120,、PNAS, 2024, 121, e2320030121,、Angew Chem Int Ed,2024, 63, e202318444、Adv. Energy Mater., 2024,2400643、Nat.Commun., 2024,15, 3778）,。
在眾多鈉離子正極材料體系中,，層狀過渡金屬氧化物NaxTMO2具備高電化學性能且易于合成，得到了研究者們廣泛的關注,。與單相NaxTMO2材料相比,，構建多相NaxTMO2正極材料能夠通過激發(fā)不同相結構之間的協(xié)同作用有效穩(wěn)定材料的結構，降低材料相變的程度,，從而提升材料的電化學性能,。但由于多相材料其固有的結構復雜性，缺乏對相組成變化和高電壓下循環(huán)結構穩(wěn)定性之間的深度理解,，需要進一步探索并了解多相協(xié)同作用的內在機理,。在本工作中，研究人員制備了一系列用于鈉離子電池的雙相層狀氧化物NaxCu0.1Co0.1Ni0.25Mn0.4Ti0.15O2正極材料,，通過物相表征,、電化學測試、原位電化學表征和理論計算揭示了不同比例的雙相結構對于材料高電壓下結構穩(wěn)定性的影響,。與以往研究不同,，該工作證實不恰當?shù)碾p相結構可能比單相設計更具破壞性，合理的P2相和O3相比例對于維持材料結構穩(wěn)定性和抑制不可逆相變至關重要,。特別是,，所研究的Na0.76Cu0.1Co0.1Ni0.25Mn0.4Ti0.15O2正極材料，其P2:O3=4:6的相比例在高電壓和深度脫鈉狀態(tài)下表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和電化學性能,。此外,，研究還發(fā)現(xiàn)在充電補償過程中，陰離子氧化還原反應先于鎳的氧化還原反應發(fā)生,。通過結合實驗和理論計算,，該文章為開發(fā)具有先進性能的鈉離子電池正極材料提供了新的見解和策略。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401048
魯公網安備 37021202000856號 
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