鈉離子電池由于其成本效益和可持續(xù)的資源供應(yīng)，是電網(wǎng)和其他儲能應(yīng)用中鋰基技術(shù)的有效替代品之一。陰極的主要材料是P2型層狀氧化物，其在高電荷狀態(tài)下具有非常大的體積變化和結(jié)構(gòu)退化的相變。近日，中山大學(xué)Sun Yang、拜羅伊特大學(xué)Wang Qingsong、阿貢實驗室Xu Guiliang、清華大學(xué)Gu Lin、廈門大學(xué)Qiao Yu通過在P2-Na0.7Fe0.1Mn0.75□0.15O2的過渡金屬層中引入空位來解決這一問題（□代表空位）。
本文要點：
1) 過渡金屬空位起到抑制相鄰鈉離子遷移的作用，因此在貧鈉狀態(tài)下保持結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性。此外，特定的Na?O?□構(gòu)型觸發(fā)可逆的陰離子氧化還原反應(yīng)并提高能量密度。
2) 因此，該陰極設(shè)計使得軟包電池的能量密度為170?Wh?kg?1和120?Wh?kg?1，可分別循環(huán)運行600次和1000次以上。該工作不僅提出了一種可行的陰極設(shè)計策略，還證實了開發(fā)一種電池化學(xué)物質(zhì)的可行性，這種化學(xué)物質(zhì)可以減少對關(guān)鍵原材料的需求。
Yonglin Tang et.al Sustainable layered cathode with suppressed phase transition for long-life sodium-ion batteries Nature Sustainability 2024
DOI:
https://doi.org/10.1038/s41893-024-01288-9
