鈉離子電池由于其豐富的鈉資源儲量和廣泛的分布，在大規模儲能領域引起了越來越多的關注。由于鈉離子半徑大，開發鈉離子高度可逆脫嵌的正極材料是獲得高性能鈉離子電池的關鍵。具有三相異質共生結構的層狀氧化物正極材料由于可以利用不同相的協同效應來提高鈉的存儲性能而受到廣泛的研究。然而，多相異質共生結構的氧化物正極材料在充放電過程中通常會出現一系列復雜的不可逆相轉變，特別是在高電壓充放電過程中存在復雜的電化學行為，并不可避免地造成晶格體積的大幅膨脹和收縮。

圖1. 不同三相正極材料體系在不同電壓窗口下的動態晶體結構演變過程

近日，我校化材學院碳中和技術創新研究院侴術雷/肖遙團隊在國際頂級期刊《Advanced Energy Materials》上發表題為“Strain Engineering by Local Chemistry Manipulation of Triphase Heterostructured Oxide Cathodes to Facilitate Phase Transitions for High-Performance Sodium-Ion Batteries”的研究論文。本文提出一種基于局域化學調控的應變工程策略來調節材料的物理化學性質成功制備出具有三相異質共生結構層狀氧化物正極材料Layered/Layered/Spinel-Na_0.5Ni_0.2Co_0.15Mn_0.65O₂（LLS-NaNCM）和Layered/Layered/Spinel-Na_0.5Ni_0.05Co_0.15Mn_0.65Mg_0.15O₂（LLS-NaNCMM15），研究發現LLS-NaNCMM15正極具有高度可逆的相轉變過程。值得注意的是，LLS-NaNCMM15正極材料在1.5 ~ 4.3 V的電壓窗口內也表現出高度可逆的晶體結構演變（P2/P3/Spinel→P2/P3″/Spinel）。同時，該電極具有高的可逆容量和優異倍率性能。本文揭示了局域化學調控機制，實現了正極材料的應變工程，為進一步提高鈉離子電池的性能奠定了基礎。

相關研究結果發表于近期的《Advanced Energy Materials》（https://doi.org/10.1002/aenm.202201511），溫州大學化學與材料工程學院碳中和技術創新研究院為第一通訊單位，溫州大學博士研究生胡海燕與朱燕芳博士為共同第一作者。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202201511