近日，我院赵金保教授团队在钠离子电池正极材料空气稳定性方面取得新进展，相关成果以“Unveiling the origin of air-stability in polyanion and layered-oxide cathode materials for sodium ion batteries and their practical application considerations”为题在线发表于Advanced Functional Materials上（DOI: 10.1002/adfm.202308257）。
虽然各种钠离子电池正极的电化学性能已经在材料层面得到了深入的研究，但仍然缺乏从未来实际应用角度对材料进行评价和比较。特别是经常被忽视的空气稳定性，这不仅会影响电极的制造过程，而且会导致材料产生有害的结构变化。研究团队对近期商业化的两种正极产品NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 (NFM)和Na3V2(PO4)3 (NVP)在环境气氛中的稳定性进行了评价，并研究其结构降解机制。理论计算和实验结果表明，由于NFM在空气中的化学反应热力学优先转化，当暴露在空气中时NFM的稳定性明显不如NVP。此外，拉曼谱图和X射线衍射结果表明，表面碱性杂质的产生加速了NFM的结构降解。因此，研究团队提出了一种简单的二次烧结策略，通过去除表面杂质并将表面产生的Na+重新嵌入到材料晶格结构中的方法来提高NFM的空气稳定性。原位XRD分析表明，经过二次烧结处理后的稳定晶体结构不仅有效抑制了NFM在空气中的化学转变，而且提高了循环稳定性（循环200次后容量保持率高达90.7%）。
该工作在我院赵金保教授和杨阳副教授共同指导下完成，我院2019级博士研究生杨慧雅为论文第一作者，研究生张青、陈明慧参与了部分研究工作。赵金保教授课题组已在铁基聚阴离子钠电正极材料、NFM三元钠电正极材料、Ah级钠离子软包电池等方面取得系列进展，正积极推进钠离子电池的相关产业化应用研究。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308257
图文来源：https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/23474.htm