锚定配体电子策略强化金属-氧配位实现4.5V高压O3型钠离子电池正极材料

【编辑推荐】针对O3型层状氧化物在高电压下因σ型氧氧化还原（oxygen redox）与阳离子迁移耦合导致的结构退化问题，研究人员创新性提出"锚定配体电子（ALE）"策略。通过多级筛选确定钙离子作为最佳锚定剂，将氧氧化还原限制在稳定的π型构型中，使NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）正极在4.5V超高电压下实现300次循环的创纪录容量保持率，为超高电压钠离子电池（SIBs）开发提供新思路。

　　

在钠离子电池(SIBs)领域，实现高电压下O3型层状氧化物的稳定循环犹如走钢丝——当NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂（NFM）正极材料被推到4.5V高压时，σ型氧氧化还原(oxygen redox)和阳离子迁移就像两个相互推诿的破坏分子，共同加速结构崩塌。研究者们灵光乍现，设计出"电子锚定师（ALE）"方案：通过多级筛选锁定钙离子这个最佳"锚工"，将活泼的氧电子牢牢固定在π型轨道上，形成坚不可摧的金属-氧(M-O)配位键。这种分子级别的加固工程效果惊人——改性后的NFM正极在300次高压循环后依然坚挺，创下容量保持的新纪录。更妙的是，同步辐射等表征技术揭示，这种稳定源自π型氧氧化还原特有的"温和性格"和对M-O键的忠诚守护。该研究不仅为高压钠电正极材料设计装上"电子定位器"，更开辟了通过调控电子构型来驯服高能电极材料的新赛道。