通过超快合成技术实现无缺陷钠离子层状氧化物正极的空气稳定性

《ACS Energy Letters》：Unlocking Air Stability in Defect-Free Na-Ion Layered Oxide Cathodes via Ultrafast Synthesis

钠离子电池O3型正极材料通过高温冲击合成抑制杂质形成，获得致密层状结构，提升空气稳定性并保持循环性能。

　　

钠离子电池（SIBs）中O3型阴极的工业化发展受到一个关键缺陷的阻碍——严重的空气敏感性，这种敏感性会导致电池在暴露于空气中时发生不可逆的结构退化和性能下降。为此，我们采用了一种高温冲击（HTS）合成工艺（温度超过800°C，速率为s^–1），并通过动力学控制来调控这一过程。这种超快速的方法有效抑制了杂质的形成（如Na/Ni反位点和NiO相），从而获得了几乎无缺陷的层状结构。该材料凭借其完整的晶格结构具备了天然的空气稳定性，无需任何额外修饰即可防止腐蚀。即使直接浸入水中，其电化学性能依然得以保持。因此，这种工艺使得水基电极的生产成本低廉且对环境友好。在2C的充放电速率下，该材料经过1500次循环后仍能保留约70%的容量，这表明高温冲击法是一种适用于大规模生产耐空气腐蚀阴极的通用技术。