O3型层状氧化物是一种极具潜力的钠离子电池正极材料。然而，其较差的循环稳定性阻碍了其实际应用，主要是由于有害的相变和不可逆的氧氧化还原，特别是在高压区域。浙江师范大学Xiao Yongyao、复旦大学Zhou Yongning提出了一种将Li⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Sb⁵⁺掺入O3-Na_0.8Ni_0.4Fe_0.2Mn_0.4O₂阴极材料中的共掺杂策略。

本文要点：

1) 新型Na_0.8Ni_0.3Fe_0.2Mn_0.3Li_0.1Mg_0.02Ca_0.05Sb_0.03O₂（LMCS NFM）既抑制了4.1V以上的相变，又降低了各向异性应变。此外，由于Sb⁵⁺和“Li–O-空位”和“Mg–O-空位“构型的强大吸引力，作者观察到了受限但高度可逆的氧氧化还原。

2) 该策略带来了优异的高压循环稳定性，并且可逆容量为130 mAh g⁻¹，在4.2V下250次循环后容量保持率为85%，热失控风险和湿度敏感性较小，从而增加了O3型氧化物阴极实际应用的可能性。

参考文献：

Kai Zhang et.al Regulating Phase Transition and Oxygen Redox to Achieve Stable High-Voltage O3-Type Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202302793

https://doi.org/10.1002/aenm.202302793