中国科学院物理研究所，最新Science！

jiojio 4天前 562浏览

一、【科学背景】

层状金属氧化物因其高容量和可扩展性，被视为锂离子电池（LIBs）和钠离子电池（NIBs）的有力正极材料。然而，钠分层氧化物（NLOs）即使在没有富镍设计的情况下，暴露于空气后也会迅速降解，导致容量损失、制造困难和性能不佳，这种空气不稳定性已阻碍其超过40年的广泛应用。NLOs的空气不稳定性十分复杂，涉及与空气的相互作用，并受大气成分和环境效应的影响。尽管已有多种降解模型提出，但机制仍不明确，且缺乏标准方法和定量分析，难以准确评估其空气稳定性，因此，迫切需要深入理解这一问题，并开发出更稳定的NLOs材料。

二、【科学贡献】

近日，中国科学院物理研究所胡勇胜研究员，陆雅翔副研究员，燕山大学黄建宇教授，长三角物理研究中心容晓晖特聘研究员等人在Science发表了题为“Decoupling the air sensitivity of Na-layered oxides”的论文。他们表明，水蒸气仅在与二氧化碳或氧气结合时，才在钠分层氧化物（NLOs）的酸性和氧化降解中发挥关键作用。定量分析显示，降低综合了离子电势和钠含量影响的阳离子竞争系数（h）并增加颗粒尺寸可以增强对酸性攻击的抵抗力，而使用高电势的氧化还原对则可以消除氧化降解。这些发现阐明了NLOs空气降解的基本机制，并为设计空气稳定的NLOs提供了理论依据。