中科院物理所Science：指导钠离子电池层状氧化物电极的设计制备

【研究背景】

与锂离子电池相比，钠资源储量丰富且成本低廉，因此钠离子电池在未来大规模储能应用上表现出巨大的潜力，近两年已经在低速电动车和储能电站上成功实现了应用示范。然而，钠离子电池的性能受到可用电极材料的限制，尤其是对于钠离子层状氧化物（通式为LiTMO₂），该结构具有高成分多样性，提供可调的电化学性能。这些堆积层显示出明显不同的电极性能，其中最受研究的层状堆积结构是P2和O3型。然而，如何预测层状材料的结构，以及其如何影响电化学性都是难以评估的。

【成果简介】

近日，中国科学院物理研究所陆雅翔副研究员、胡勇胜研究员联合哈佛大学Alán Aspuru-Guzik教授、波尔多大学Claude Delmas教授、代尔夫特理工大学Marnix Wagemaker教授等人通过引入了“阳离子势”来表征层状材料的关键相互作用，使得预测堆叠结构成为可能。通过合理设计和制备具有改善性能的层状电极材料可以证明堆叠结构决定功能性能的特点，此方法为碱金属层状氧化物的设计提供了有效的解决方案。该文章近日以题为“Rational design of layered oxide materials for sodium-ion batteries”发表在知名期刊Science上。

【图文导读】

图一、阳离子电势及其在钠离子层状氧化物中的应用

图二、O3型氧化物的设计

图三、P2型氧化物的设计

图四、碱金属层状氧化物的阳离子电势相图

文献链接：Rational design of layered oxide materials for sodium-ion batteries (Science, 2020, doi: 10.1126/science.aay9972)

本文由大兵哥供稿。