松山湖材料实验室的研究人员通过提高氧化镍正极的循环性能，在钠离子电池（SIB）技术方面取得了重大进展。相关研究成果发表在Materials Futures杂志网络版上。
他们首次成功合成了阴极活性材料 NaNi0.9Ti0.1O2，该材料的比容量为 190 mAh/g，因此成为应用于高能量密度 SIB 的潜在候选材料。这种创新方法不仅提高了电池的稳定性，还推动我们向更先进的储能解决方案迈进。
作为一种 O3 型钠离子电池材料，NaNiO2（NNO）具有很高的理论比容量，在锂能源存储应用领域具有巨大潜力。然而，大 Na+ 离子的交换会导致严重的层间滑动和体积变化，从而降低循环性能。此外，Ni3+ 引发的 Jahn-Teller 畸变（离子轨道周围电子排列不均匀）也会对长期循环性产生不利影响。解决这些问题可以在不久的将来大大提高 NNO 的实际应用。
虽然 NaNi0.9Ti0.1O2（NNTO）的循环性能比 NNO 有了显著提高，但它仍然面临着电池工作期间体积变化大和高电位时晶格氧不可逆损失的问题。这些问题会导致结构不稳定和容量衰减。为了解决电化学机械降解/失效问题，可以在 NNTO 的 Na 和/或过渡金属位点引入掺杂剂。通过结合物理和电化学表征技术，我们深入了解了 NNTO 容量衰减背后的潜在原因，为定制这种前景广阔的阴极活性材料提供了新的途径。通过为高能量密度的电化学储能应用提供一种新型材料，这些发现有望对钠离子电池产生广泛影响。
原文链接: Siyu An et al, Improving Cycling Performance of the NaNiO2 Cathode in Sodium-Ion Batteries by Titanium Substitution, Materials Futures (2024). DOI: 10.1088/2752-5724/ad5faa
