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理学院赵玉峰教授团队在《Nature Communications》揭晓最新研究效果

宣布时间:2026-01-14投稿:邵奋芬 部分:理学院 浏览次数:

克日,,,,理学院可持续能源研究院赵玉峰教授团队在高电压钠离子电池P2型层状氧化物正极质料研究领域取得主要希望,,,,相关效果以“Decoupling slab gliding and lattice contraction in Na layered oxides to enable high-voltage Na-ion batteries”为题揭晓在《Nature Communications》上。。 。

层状过渡金属氧化物正极质料(NaxTMO2)是钠离子电池(SIBs)中一类经典的正极质料,,,,但着实际应用恒久面临着高电压下不可逆相变的难题。。 。这一问题会导致质料的比能量与循环稳固性不尽如人意,,,,关于P型(钠离子位于棱柱位)正极质料而言尤为突出。。 。这种征象通常被归因于钠离子脱嵌历程中,,,,其配位情形由棱柱型转变为八面体(O型)构型;;;;在此历程中,,,,过渡金属氧化物TMO2层的滑移与 c 轴晶格的突变往往相伴爆发,,,,而针对这一问题的直接解决方案至今仍有待探索。。 。

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本论文研究发明,,,,通过在P型Na0.7Mn0.8Ni0.2O2中预先引入15.8%的O型堆垛层错,,,,其在高电压下的强烈体积转变和不可逆相变得以基本消除,,,,乐成解耦TMO2层滑移与晶格缩短,,,,实现了该类质料在4.5V(vs. Na?/Na)高电压下的稳固循环。。 。与电化学充放电历程中形成的、会破损质料结构稳固性的堆垛层错差别,,,,这种在 P 型层状氧化物中预修建的O 型堆垛层错,,,,保存了大的层间距(~5.6 nm),,,,能够阻止质料在高荷电状态下泛起氧离子O2-的面扑面排布,,,,从而使钠离子脱嵌历程中的 c 轴膨胀幅度降至最低,,,,最终彻底抑制了不可逆的 P2-O2 相变。。 。这一研究深化了对深度脱钠状态下相变的明确,,,,指出高荷电状态下的快速晶格缩短是爆发不可逆相变的基础原因。。 。本事情厘清了恒久以来困扰学界的 P-O 相变起源难题,,,,并为合理设计高电压层状氧化物钠离子电池正极质料指明晰偏向。。 。

j9九游会理学院博士研究生石钦昊、青年西席宁青春、硕士研究生余轩为论文配合第一作者,,,,j9九游会理学院赵玉峰教授为论文通讯作者,,,,j9九游会为第一作者单位和第一通讯作者单位。。 。该研究获得了国家自然科学基金等经费的支持。。 。赵玉峰教授团队研究领域主要集中于电化学能源质料,,,,重点关注钠离子电池及其要害质料,,,,2025年取得系列希望,,,,相关效果划分揭晓在Nat. Commun 2026 10.1038/s41467-025-68238-7、Angew. Chem. Int. Ed. 2025 e18183、Angew. Chem. Int. Ed. 2025 e202416290、Angew. Chem. Int. Ed. 2025 e202512349等顶级期刊。。 。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-68238-7#Sec17

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