AM：高熵、无钴、空气稳定的钠电正极材料

由于对电力存储系统需求的不断增长，钠离子电池已成为锂基电池有前途的替代品。

在此，巴伊兰纳米技术和先进材料研究所Malachi Noked团队通过将高熵方法引入钠离子电池体系，提出了一种由高熵方法合成无钴高容量钠离子电池正极材料。该工作利用高熵方法解决了O3层状结构的相变复杂、动力学缓慢、空气稳定性差和容量低等缺点。此外，作者通过选择氟化氧来代替氧化物来抑制长期循环过程中的氧损耗。

图1.电化学性能

总之，该工作利用高熵方法解决了O3层状结构的所有缺点，即相变复杂、动力学缓慢、空气稳定性差和容量低。最重要的是，作者利用镍、铁和锰作为氧化还原活性参与物，合成了一种用于钠离子电池的无钴O3层状正极。为了在结构上实现高熵，在结构上加入了锂以引入Na空位，从而使正极具有更好的动力学性能和更高的容量（在2-4V范围内为109 mAh g^-1；在2-4.3V范围内为139 mAh g^-1）。

空位的形成扩大了层间距离，使离子在钠化/解钠过程中易于扩散，从而保持了正极结构的完整性，并抑制了O3-P3相变过程中O3’相的形成。扩大Na层间距的优势体现在72%的高倍率能力（0.06C至3C）和200次循环后90%的稳定容量保持率。形成的空位还通过降低过渡金属的电荷密度增强了正极的抗氧化能力。因此，该工作为钠离子电池达到实际应用的性能要求开辟了新的途径。

图2. Na_0.9Li_0.1在两个初始充放电循环期间的原位 XRD

High-Entropy Co-Free O₃-type Layered Oxyfluoride: A Promising Air-Stable Cathode for Sodium-Ion Batteries, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202304440

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