
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
光控人工突触器件:神经行为模拟与计算机视觉的跨学科突破
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月02日 来源:Materials Today 22
编辑推荐:
这篇综述深入探讨了钠基层状过渡金属氧化物(NaxTMO2)在钠离子电池(SIBs)中的相变机制,从化学势、热力学、动力学和电化学驱动力多维度解析结构演化规律,并提出通过阳离子掺杂、结构工程等策略调控相变行为,为设计高稳定性正极材料提供了理论指导。
Highlight
作为钠离子电池(SIBs)的理想正极,NaxTMO2材料因其可扩展合成和高理论容量备受关注。然而,其商业化进程受限于复杂的相变行为导致的循环稳定性问题。本部分将揭示相变背后的能量-结构耦合机制。
Crystal structure chemistry
NaxTMO2晶体由过渡金属层(TMO6八面体)与钠层(NaO6多面体)交替堆叠构成。根据Na+配位环境可分为棱柱相(P型)和八面体相(O型),这种结构多样性正是相变复杂性的根源。
Overview of phase transition
相变本质是Na-O-TM体系能量平衡被打破的过程。电化学过程中,Na+/空位重排会引发不可逆的配位环境转变,就像"多米诺骨牌效应"般导致晶格畸变,这正是容量衰减的罪魁祸首。
Modulation mechanisms of phase transition
通过"三位一体"调控策略可稳定结构:
1)热力学层面:采用Li+/Cu2+掺杂降低体系自由能
2)动力学层面:构建紧密堆叠结构延缓TM迁移
3)静电调控:优化Nae/Naf位点比例平衡静电斥力
Conclusion
理解相变机制如同掌握材料设计的"基因密码",未来需结合原位表征和理论计算,开发具有自适应相变能力的新型正极材料,推动SIBs产业化进程。
生物通微信公众号
知名企业招聘