中國科學院物理研究所，最新Science！

jiojio 1個月前 (08-16) 1475瀏覽

一、 【科學背景】

層狀金屬氧化物因其高容量和可擴展性，被視為鋰離子電池（LIBs）和鈉離子電池（NIBs）的有力正極材料。然而，鈉分層氧化物（NLOs）即使在沒有富鎳設計的情況下，暴露于空氣后也會迅速降解，導致容量損失、制造困難和性能不佳，這種空氣不穩定性已阻礙其超過40年的廣泛應用。NLOs的空氣不穩定性十分復雜，涉及與空氣的相互作用，并受大氣成分和環境效應的影響。盡管已有多種降解模型提出，但機制仍不明確，且缺乏標準方法和定量分析，難以準確評估其空氣穩定性，因此，迫切需要深入理解這一問題，并開發出更穩定的NLOs材料。

二、【科學貢獻】

近日，中國科學院物理研究所胡勇勝研究員，陸雅翔副研究員，燕山大學黃建宇教授，長三角物理研究中心容曉暉特聘研究員等人在Science發表了題為“Decoupling the air sensitivity of Na-layered oxides”的論文。他們表明，水蒸氣僅在與二氧化碳或氧氣結合時，才在鈉分層氧化物（NLOs）的酸性和氧化降解中發揮關鍵作用。定量分析顯示，降低綜合了離子電勢和鈉含量影響的陽離子競爭系數（h）并增加顆粒尺寸可以增強對酸性攻擊的抵抗力，而使用高電勢的氧化還原對則可以消除氧化降解。這些發現闡明了NLOs空氣降解的基本機制，并為設計空氣穩定的NLOs提供了理論依據。