金属迁移对高压钠离子层氧正极相变行为的影响

本文研究金属迁移对高压钠离子层氧正极相变行为的影响。背景方面，钠层状氧化物正极在高电压下会发生相变，导致电化学性能下降，而通过元素掺杂可调控相变行为，但金属迁移的影响常被忽略。研究目的为阐明金属迁移如何诱导相变变化，使用O3型Na0.9Ni0.25Fe0.22Mn0.44X0.09O2（X=Cu或Zn）作为模型样品，结合电化学测试、原位XRD、冷冻电镜和理论计算进行分析。结论显示，Zn迁移会提前诱导P3到O3相变，并促进O3固溶相变，从而改善钠离子脱嵌动力学和电化学稳定性；基于此，设计出高性能正极材料，在全电池4.1V下实现139mAh/g比容量和优异循环性能。