J. Wu, W. Zhou, S. Zhang, J. Wang;, J. Dong, C. Ma, K. Zhang, Y. Lu, Z.* Yan, M. Song*, J. Chen*. A Synergistic Cu/Ca Dual‐Doping Strategy for High‐Stability and Fast‐Charging O3‐Type Cathode in Sodium‐Ion Batteries, 2025, 64, e202519551. https://doi.org/10.1002/anie.202519551
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来源:功能材料与能源化学创新团队

时间:2026-10-15
O3型层状氧化物阴极因其高比容量而在钠离子电池中具有很高的应用前景。然而,由于层间距窄和体积应力累积导致的动力学缓慢和层间稳定性差,限制了它们的快速充电和长循环性能。在此,通过将Cu2+和Ca2+分别引入过渡金属(TM)和碱金属(AM)层,对O3型层状氧化物进行有针对性的层间调节。Cu2+的引入有效地扩大了钠离子传输通道,减轻了TM八面体周围的氧排列,并抑制了Na+/空位有序化,这可以通过扫描透射电子显微镜和密度泛函理论计算来证明。此外,正如原位X射线衍射所证实的那样,AM层中的Ca2+有效地减轻了电化学反应过程中的体积变化,并保持了结构的完整性,从而降低了晶格应力并减轻了相变。其结果是在10℃(2.4 A g−1)下具有86.02 mAh g−l的极高倍率性能,并在300次循环后具有80.64%的保留率。这项工作展示了离子传输和晶格稳定性的协同调节,为阴极设计提供了新的见解。

J. Wu, W. Zhou, S. Zhang, J. Wang;, J. Dong, C. Ma, K. Zhang, Y. Lu, Z.* Yan, M. Song*, J. Chen*. A Synergistic Cu/Ca Dual‐Doping Strategy for High‐Stability and Fast‐Charging O3‐Type Cathode in Sodium‐Ion Batteries, 2025, 64, e202519551. https://doi.org/10.1002/anie.202519551