今日Nature Energy：溶剂插层新突破！层状正极赋能钠离子电池超快充电

背景：钠离子电池因其资源丰富、成本较低而备受关注，但传统钠离子电池中钠离子在层状正极材料中的扩散动力学受限，导致高倍率下性能衰减，限制了其快速充电能力。研究目的：本研究旨在通过开发新型插层化学，在层状钠锰氧化物正极中实现电解液溶剂的可逆电化学插层，以提升钠离子扩散动力学，实现钠离子电池的超快充电。结论：研究首次在P′2 Na₀.₆₇MnO₂正极中实现了二甘醇二甲醚溶剂的可逆插层，溶剂分子作为扩散促进剂和亚纳米柱，拓宽了钠离子扩散通道，降低了扩散壁垒，稳定了层状结构，从而显著提升了正极的氧化还原动力学。通过原位表征和从头算模拟揭示了溶剂插层的微观机理，并构建了全电池验证了其可行性，在10 A g⁻¹下实现了40秒内快速充电，500次循环后容量保持率超70%，为下一代超快充电电池设计提供了新策略。