通过精确的成分调控策略抑制P2型氧化物的高压相变，以实现高能量和稳定的钠离子电池

《Science China-Materials》：Suppressing high-voltage phase transition of P2 type oxides by a precise composition tailoring strategy to realize high energy and stable sodium-ion batteries

钠离子电池正极材料P2-Na0.67Ni0.33Mn0.67O2存在高电压下的严重相变和容量衰减问题。通过精准调控组成，引入Mg、Fe、Ti离子掺杂，有效抑制P2-O2相变，提升结构稳定性和电荷传输速率。新体系实现143.5 mAh/g容量（0.1C）和1000次循环寿命，为高容量高稳定性正极设计提供新思路。

　　

摘要

P2-Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂因其出色的能量密度和工作电压而被寄予成为钠离子电池理想正极材料的厚望。然而，P2-O2在高截止电压下会发生严重的相变，导致体积大幅变化，从而破坏材料结构并加速容量衰减。近年来，离子掺杂被证明是抑制这种相变的有效方法，许多研究都显示了积极的效果。遗憾的是，同时实现高容量和高稳定性仍然是一项具有挑战性的任务。在本研究中，我们通过精确控制成分比例，成功实现了高容量和高稳定性的目标。所设计的P2-Na_0.67Ni_0.28Mg_0.03-Fe_0.04Mn_0.55Ti_0.1O₂在保持高电化学活性的同时，显著抑制了相变现象，从而展现出优异的结构稳定性和快速的电荷传输动力学性能。其具体容量在0.1 C电流下达到143.5 mAh g^?1，并且循环寿命可达到1000次。这项工作展示了通过合理结构设计来实现高容量和稳定正极材料的新思路。