突破O3型层状正极界面降解与动力学限制：高性能钠离子电池的关键路径

这篇研究通过创新性的一步喷雾热解法（SP）结合空间受限微反应器设计，成功制备了O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）正极材料。相比传统固相法，该方法将残余碱含量降低61.73%，并通过原子级钠-过渡金属（TM）预混显著抑制Na+迁移偏析，使材料在10C倍率下仍保持109 mAh g?1的可逆容量，200次循环后容量保持率达80%。机理研究表明，该策略将Na+迁移势垒降至1.127 eV，为钠电产业化提供了兼具经济性与高性能的合成范式。

　　

Highlight

本研究通过将喷雾热解（SP）技术与空间限域策略巧妙结合，在快速蒸发的液滴微反应器中实现了钠源与过渡金属（TM）前驱体的原子级均匀混合。这种"域限制合成"设计有效解决了传统"两步法"中钠分布不均的核心问题。

Results and discussion

图1对比了球磨法（BM-NFM）与喷雾热解法（SP-NFM）的合成路径。传统BM-NFM需经历前驱体制备、钠源球磨等多步工序，易引发结构缺陷与表面碱残留；而SP-NFM通过液滴微反应器一步成型，在<1秒的停留时间内完成Na-TM原子级组装。X射线衍射（XRD）显示SP-NFM具有更尖锐的（003）晶面衍射峰，证实其优异的结晶度。电化学测试中，SP-NFM在10C超高倍率下仍输出109 mAh g^?1容量，远超BM-NFM的78 mAh g^?1。

Conclusion

通过构建液滴微反应器，本研究实现了三重协同效应：1）均匀的TM-O-Na键网络将Na⁺迁移活化能降至1.127 eV；2）表面残余碱减少61.73%；3）相变可逆性显著提升。该工作为高性能钠电正极材料的规模化生产提供了全新解决方案。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂的化学式标注，并采用"原子级组装""域限制合成"等专业表述增强可读性）