多功能Na3-3xYxPO4涂层助力高性能O3型单晶层状氧化物钠离子电池正极材料

本文提出了一种集成Na3-3xYxPO4（NYP）涂层、表面残碱去除和体相Y掺杂的多功能改性策略，显著提升了O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）单晶正极的循环稳定性（100次循环容量保持率91.67%）和倍率性能（5C放电容量106 mAh g?1），为钠离子电池（SIBs）高性能正极设计提供了新思路。

　　

亮点

本研究通过构建Na_3-3xY_xPO₄（NYP）多功能涂层，实现了O3-NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂（NFM）单晶正极的协同优化：涂层既作为界面保护屏障抑制副反应，又形成Na⁺快速传输通道；同步清除的表面残碱转化为钝化层；体相Y-O键强化晶格结构。改性后的NYP-0.5@NFM正极在2-4.1V电压范围内展现出卓越性能。

材料合成

原始NFM通过共沉淀-高温固相法合成：将Ni_1/3Fe_1/3Mn_1/3(OH)₂前驱体与Na₂CO₃按Na:(Ni+Fe+Mn)=1.01:1混合，经970°C煅烧10小时和1020°C退火5小时后缓冷制得。

结构与形貌

图1a展示了NYP涂层处理流程。ICP-AES证实材料元素比例符合设计，XRD显示典型O3型层状结构。改性后材料表面形成均匀NYP纳米涂层（透射电镜证实），同步实现Y梯度掺杂。

结论

该工作通过表面-体相协同策略，将NYP涂层的界面保护功能、残碱清除效应与Y掺杂的晶格稳定作用有机结合，为开发高稳定性钠电正极提供了普适性方案。