综述：钠离子电池层状正极材料中的超结构

《Science China-Chemistry》：Superstructures in layered cathode materials of sodium-ion batteries

本文系统综述了钠离子电池层状阴极中超级结构（蜂窝状、带状、网状）与阴离子氧化还原反应的关联机制，分析其与过渡金属迁移、O-O二聚体形成及电压滞后的相互作用，探讨通过调控结构单元优化超级结构的策略，为高能量密度钠离子电池设计提供理论指导。

　　

摘要

钠离子电池（SIBs）因其成本效益和资源可用性而成为下一代大规模储能系统的有力候选者。更重要的是，钠离子电池的能量密度接近锂离子电池，性能优于大多数同类产品。进一步提高其能量密度依赖于高容量层状钠离子正极的创新，这涉及到阴离子氧化还原反应的参与，而该反应的起源和可逆性与过渡金属层中的超结构密切相关。最近，在层状钠离子正极中发现了多种超结构，并发现这些超结构与其阴离子氧化还原活性和电化学性质之间存在紧密关联。鉴于超结构在调节钠离子正极性能方面的重要性，本文系统总结了钠离子电池中超结构的最新研究进展，有助于理解阴离子氧化还原反应的机制，该反应与过渡金属迁移、O-O二聚体形成以及电压滞后现象密切相关。我们首先探讨了阴离子氧化还原反应与超结构（主要是蜂窝状、带状和网状超结构）之间的结构关系，通过研究这些基于钠的正极的能带结构来进行分析。接着比较和讨论了这三种主要超结构的不同特性，并回顾了在蜂窝状超结构方面的最新研究进展。最后，我们提出了如何通过各种策略稳定和调节结构单元来利用与超结构相关的阴离子氧化还原反应的观点。我们希望这篇综述能够阐明不同超结构的各种特性，并为开发具有高能量密度的钠离子电池提供独特的见解。