科技动态

    首页 / 科技动态 / 正文

    科技动态

    现工院郭少华、周豪慎教授团队:高熵策略实现高脱钠态稳定的钠离子电池正极材料

    发布时间:2024-05-16 点击次数: 作者:现代工学院 来源:科学技术处

    锰基层状氧化物正极材料因其低毒性、高比容量等优点成为钠离子电池正极材料体系的研究热点。但是Jahn-Teller效应和复杂的相变过程引起的晶体结构稳定差、本征钠离子迁移受阻等问题限制了其应用。

    近日,南京大学现代工程与应用科学学院郭少华教授、周豪慎教授团队采用高熵策略针对性促进本征钠离子迁移,提高正极材料高电压区间电化学容量贡献与循环稳定性。研究基于经典模型材料P2-Na0.67MnO2,设计并成功制备P2-Na0.67Mn0.6Cu0.08Ni0.09Fe0.18Ti0.05O2低成本正极材料,首圈充电过程中实现0.61Na深度脱出,充电比容量由92.8 mA h g-1大幅提升至158.1 mA h g-1,同时实现循环寿命的延长与放电电压的提高。该正极材料由阴、阳离子共同参与电荷补偿,具有优异的高脱钠态晶体结构稳定性。此研究策略对实现低成本、高能量密度钠离子电池正极材料具有参考意义。

    (a) P2-Na0.67Mn0.6Cu0.08Ni0.09Fe0.18Ti0.05O2 和(b) P2-Na0.67MnO2 首圈充放电曲线示意图;(c) 10 mA g-1电流密度下循环性能对比图;(d) 线扫EELS测试图;(e) Na+迁移势垒对比图;(f) 不同Na含量晶胞参数对比图。

    该论文由现代工学院郭少华教授和周豪慎教授团队完成,以“Achieving a Deeply Desodiated Stabilized Cathode Material by the High Entropy Strategy for Sodium-ion Batteries”为题于2024年05月06日在线发表在国际知名期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。南京大学现代工学院博士生刘兆国为论文第一作者,南京大学现代工学院郭少华教授与周豪慎教授为通讯作者。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金委等的支持,同时也得到固体微结构物理国家重点实验室、南京大学储能材料与技术中心、南京大学超算中心的大力支持与帮助。

    论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202405620