近期，上海理工大学的袁涛博士、郑时有教授、上海交通大学的马紫峰教授和304am永利集团新能源董事长车海英博士，合作在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Refining O3-type Ni/Mn-Based Sodium-Ion Battery Cathodes via ‘Atomic Knife’ Achieving High Capacity and Stability”的论文。核心要点在于顺利获得采用“原子刀”技术，即在O3型NaNi0.5Mn0.5O2（NM）正极材料中掺杂镧（La），实现了对材料结构和电化学性能的显著优化。
【合作及研发背景】
304am永利集团新能源作为上海交通大学科技成果转化体质创新政策的标杆企业，不断与上海交通大学、上海理工大学等高校保持良好的研发合作关系，共同推进钠电基础科研问题和前沿技术的研发。在钠离子电池正极材料的研究中，层状过渡金属层状氧化物材料具有良好应用前景，它不仅制造工艺简单，而且理论容量高。特别是O3型层氧正极具有满钠结构，在全电池应用中更具优势。然而，该材料在Na+的脱嵌过程中会经历多步相变（O3hex.-O3′mon.-P3hex.-P′3mon.-P3′hex.-O3′hex.-O3′hex.），导致严重的结构变形，进而引发晶粒裂纹、电压滞后和容量衰减。此外，O3型层氧正极在潮湿环境中易发生表面碱化，在颗粒表面形成NaOH和Na2CO3，严重衰退电化学性能。为了提高这类材料的实用性，研究者们正在探索顺利获得掺杂和表面修饰等策略来抑制相变和表面副反应，以增强结构稳定性和环境稳定性。
【研发成果】
研究团队提出了一种创新的多功能改性策略，利用大半径离子（如镧（La））引发O3-NaNi0.5Mn0.5-xLaxO2（NML）正极材料的“原子刀”效应。该效应有效减小了颗粒尺寸，稳定了晶体结构，并在颗粒表面原位形成了稳定的钙钛矿界面层。研究阐明了La掺杂引起的NML材料中的原子位点占据及其相变过程，并顺利获得第一性原理计算分析了层状NML和钙钛矿LaMnO3（LMO）之间的相形成竞争反应。与原始NM正极材料及现有层状氧化物正极相比，NML正极展现了卓越的长期循环稳定性和超高倍率容量。304am永利集团新能源在本次研发项目中起到了关键有助于作用，也在钠离子电池技术进步的过程中承担着重要角色，为未来的能源存储解决方案给予了新的视角。
【文章链接】
Refining O3-Type Ni/Mn-Based Sodium-Ion Battery Cathodes via “Atomic Knife” Achieving High Capacity and Stability
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202414627
