汉阳大学EnSM：用于先进钠离子电池的分级O3/P2 异质结构正极

O3型层状材料由于其低成本和高能量密度被认为是先进钠离子电池的有前途的正极材料。然而，由此产生的正极在循环过程中会经历复杂的相变和严重的电化学腐蚀，从而导致容量快速衰减。

韩国汉阳大学Yang-KookSun等合理设计了一种由P2-Na_2/3MnO₂包覆的O3-NaNi_0.5Mn_0.5O₂异质结构正极，以克服上述限制。

图1 材料制备及表征

异质结构正极的储钠性能增强与双相结构的协同效应有关，其中O3相核心提供了足够的初始钠储存，而P2型结构则充当了坚固的保护层。均匀的保护层紧紧地锚定在主体O3材料的表面，通过平滑相演化和降低晶格应力来增强所得正极的结构完整性和稳定性。同时，电化学动力学分析表明，P2-NMO层提供了快速的Na离子扩散通道，这有利于电荷转移并提高倍率性能。

图2 半电池的电化学性能

因此，具有优化异质结构正极的半电池在0.1 C时产生141.4 mAh g^-1的高可逆容量，并表现出优异的倍率性能，在15 C时的容量为103.7 mAh g^-1。此外，表面改性的正极还在Na半电池（即1 C下150次循环后容量保持率为85.3%）和全电池（即在3 C下200次循环后容量保持率为83.6%）中均显示出改善的循环稳定性。

P2-NMO保护层不仅增强了正极的可逆性和空气/热稳定性，而且改善了电化学动力学并降低了电荷转移电阻。因此，通过采用所提出的异质结构设计方法，O3-NaNi_0.5Mn_0.5O₂的储钠性能得到了极大的提高，可以扩展到其他锰基层状氧化物正极材料。

图3 全电池的循环性能

Hierarchical O3/P2 Heterostructured Cathode Materials for Advanced Sodium-Ion Batteries. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.02.043

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汉阳大学EnSM：用于先进钠离子电池的分级O3/P2 异质结构正极

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