近日，课题组博士研究生杨慧雅在钠离子电池空气稳定性研究方面取得新进展，相关成果“Unveiling the origin of air-stability in polyanion and layered-oxide cathode materials for sodium ion batteries and their practical application considerations”发表在《Advanced Functional Materials》。

虽然各种钠离子电池正极的电化学性能已经在材料层面得到了深入的研究，但仍然缺乏从未来实际应用角度对材料进行的评价和比较。特别是经常被忽视的空气稳定性，这不仅会影响电极的制造过程，而且会导致材料产生有害的结构变化。

本文采用最近商业化的两种正极产品NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂ (NFM)和Na₃V₂(PO₄)₃ (NVP)来评价它们在环境气氛中的稳定性，并研究其结构降解机制。理论计算和实验结果表明，由于NFM在空气中的热力学优先化学转化，当暴露在空气中NFM的稳定性明显不如NVP。此外，拉曼谱图和X射线衍射结果表明，表面碱性杂质的产生加速了NFM的结构降解。因此，提出了一种简单的二次烧结策略，通过去除表面杂质并将表面产生的Na⁺重新嵌入到材料晶格结构中的方法来提高NFM的空气稳定性。原位XRD分析表明，经过二次烧结处理后的稳定晶体结构不仅有效抑制了NFM在空气中的化学转变，而且提高了循环稳定性 (循环200次后容量保持率高达90.7%)。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202308257