空气稳定性是电极材料在从太阳能电池到充电电池等能量收集/储存设备中实际应用的重要考虑因素之一。具有良好应用前景的P2层状钠离子氧化物（P2Na_xTmO₂）在与潮湿空气接触时，往往会发生结构/化学转变。然而，迄今为止，关于P2Na_xTmO₂在潮湿空气中的反应机理缺乏深入和系统的认识。

有鉴于此，厦门大学杨勇教授，武汉理工大学刘金平教授报道了对P2-Na_xTmO₂在不同气氛下的结构和化学转变进行了全面的研究。提出了层状钠离子氧化物在空气中的反应机理。

文章要点

1）以P2-Na_0.67MnO₂和P2-Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂为例，通过各种微观/光谱表征和第一性原理计算，揭示了P2-Na_xTmO₂在不同环境气氛下的综合结构/化学降解机理。

2）P2-Na_xTmO₂的体相结构/化学转变程度取决于Na⁺的萃取量，Na⁺主要由Na⁺/H⁺交换补偿。此外，通过将研究扩展到各种层状钠基氧化物（Na_0.67M_xMn_1-xO₂，M=Ni，Zn，Fe，Al，Co，Li，Mg和Cu等)，研究人员揭示了P2-Na_xTmO₂的空气稳定性与它们在第一充电过程中的氧化特性密切相关，并进一步提出了空气稳定的Na_xTmO₂正极氧化还原电偶的实用评价准则。

该研究结果为层状钠正极以及其它碱金属过渡金属氧化物的设计、合成、储存和应用提供了重要的新线索。

Zuo, W., Qiu, J., Liu, X. et al. The stability of P2-layered sodium transition metal oxides in ambient atmospheres. Nat Commun 11, 3544 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-17290-6

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17290-6