科研人員研制出一種新型鈉離子電池高熵正極材料

西安交通大學電氣學院王鵬飛教授與材料學院高志斌副教授合作，通過“理論模型設計+第一性計算+實驗測量與表征”的方法提高過渡金屬層的構型熵調控電子結構，縮短了過渡金屬層間距，擴展了鈉離子的八面體—四面體—八面體傳輸通道，研制出一種新型鈉離子電池高熵正極材料。近日該研究成果發表在《先進材料》上。

研究發現該正極材料表現出極小的電壓滯后（0.09V），在大電流密度下的倍率性能優異（10C可逆容量為98.6mAhg^?1），同時具備出色的快充慢放能力。電化學測試結合分子動力學模擬，證實了這種高熵材料有著較低的遷移能壘（0.17eV），從而提高了Na⁺擴散系數（~10^?10cm²s^?1）。這項工作強調了對過渡金屬進行高熵結構設計的重要性，對于開發高能量密度、高功率的O3型層狀氧化物正極材料提供了參考。