南洋理工大学颜清宇教授、中山大学卢侠教授AM：阳离子势驱动表面重构提升高电压圆柱钠离子电池循环稳定性

本文提出一种“阳离子势驱动表面重构”策略，用于提升O3型层状正极在高电压下的循环稳定性。背景方面，钠离子电池因低成本和高安全性备受关注，但O3型层状正极在高电压下易发生不可逆相变、过渡金属迁移和界面副反应，导致容量快速衰减。研究目的是通过表面原位重构，在不牺牲O3主体高容量优势的前提下，提高高电压结构稳定性。研究团队以O3-Na0.9Mg0.1Ni0.35Mn0.35Ti0.20O2为模型，引入高阳离子势的Si⁴⁺，在颗粒表面诱导形成纳米尺度、缺Na的P2型壳层，构筑O3核@P2壳结构。结论表明，该结构有效扩大了层间距、提高了Na⁺扩散系数和过渡金属迁移能垒，抑制了晶格氧释放和界面副反应。在2.0-4.4 V电压窗口、2 C下循环400圈后容量保持率达76.3%，优于未改性样品的47.8%。该策略成功放大至550 g/批次，并应用于1.5 Ah 18650圆柱电池，循环400圈后容量保持率为82.1%，展现出实际应用潜力。