追求具有更高能量密度的先進(jìn)電池化學(xué)需要探索新材料，這一過程與合成科學(xué)密切相關(guān)。盡管O3型鈉氧陰離子氧化還原陰極有望成為高容量材料，但由于對合成機(jī)理缺乏了解，其發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙。
在這里，上海科技大學(xué)Chao Xu，國科大Zhengyan Lun，南京大學(xué)Jingyang Wang通過同步多種operando表征技術(shù)來監(jiān)測固體和氣體成分的變化，闡明了大氣條件(尤其是氧含量)在此類材料合成中的關(guān)鍵作用。
文章要點(diǎn)
1）利用O3-Na[Li1/3Mn2/3]O2系統(tǒng)作為模型，研究人員證明了低氧環(huán)境是必要的，并且該反應(yīng)是高度復(fù)雜的，正如多個氧攝取和釋放過程所證明的，導(dǎo)致了許多中間體。這一行為與Na-Mn-O和Li-Mn-O三元體系形成鮮明對比，后者顯示出不太顯著的氧動力學(xué)，強(qiáng)調(diào)了Na-Li-MnO體系內(nèi)獨(dú)特的反應(yīng)機(jī)理。
2）研究人員進(jìn)一步采用動態(tài)可控氣氛方法來調(diào)節(jié)氧濃度，并成功合成了雙取代的NaLi1/3Mn2/3-xTixO2材料，所有材料都顯示出超過190 mAh·g-1的容量。我們的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了大氣條件對氧化物陰極材料合成的重要性，這些基本見解為開發(fā)新型高能量密度鈉離子電池化學(xué)物質(zhì)開辟了道路。
參考文獻(xiàn)
Qiu, Y., Liu, Q., Tao, J. et al. Enabling the synthesis of O3-type sodium anion-redox cathodes via atmosphere modulation. Nat Commun 16, 2343 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-57665-1
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57665-1
