高熵策略实现O3型氧化物阴极的高可逆性与长循环寿命

本文推荐一种高熵策略设计的O3型Na0.94Ni0.24Cu0.1Zn0.05Fe0.1Al0.06Mn0.30Ti0.15O2（NCZFAMT）钠离子电池（SIBs）正极材料，通过多组分协同效应和熵稳定作用，实现了高度可逆的O3-P3-P3'相变，显著提升结构可逆性（900次循环容量保持率>75%）和倍率性能（5C下保持78%容量），为开发高性能层状氧化物阴极提供了新思路。

　　

Highlight

高熵策略通过整合多组分优势与熵稳定效应，成功设计出O3型Na_0.94Ni_0.24Cu_0.1Zn_0.05Fe_0.1Al_0.06Mn_0.30Ti_0.15O₂（NCZFAMT）正极材料，其独特的O3-P3-P3'可逆相变行为显著提升了结构稳定性与电化学性能。

Structural characterizations

X射线衍射（XRD）分析显示，NCZFAMT样品呈单一O3型层状结构（空间群R-3m），而对比组NFM样品存在NiO杂质相。中子粉末衍射（NPD）进一步证实高熵设计有效抑制了Jahn-Teller畸变，并降低了晶格体积变化率。

Conclusion

高熵改性策略通过多元素协同作用，显著缓解Ni³⁺的Jahn-Teller畸变，抑制Na⁺/空位有序化，使材料在充放电过程中展现优异的相变可逆性。该研究为开发兼具高容量与长寿命的钠离子电池正极提供了创新性解决方案。