河北工大郑士建/雷凯翔&温州大学李林团队: 双位点高熵掺杂新范式

背景: O3相层状氧化物正极在钠离子电池中应用前景广阔，但充放电过程中的不利相变、不可逆O₂析出及过渡金属离子溶解等问题，导致晶内裂纹、岩盐相转变和性能失效。传统掺杂策略难以同时解决这些多重问题。研究目的: 河北工业大学与温州大学研究团队旨在通过阳离子-阴离子双位点高熵掺杂策略，增强TM-O共价键强度，协同调控局部化学环境，以同步缓解上述多重问题，提升正极材料性能。结论: 该策略通过阳离子（Li, Ti, Cu, Zn）和阴离子（F）的多元素协同高熵掺杂，成功增强了TM-O共价键，实现了高度可逆的相变和氧氧化还原反应，缓解了过渡金属离子溶解和结构退化。制备的改性正极材料（NaNi0.25Fe0.14Mn0.3Li0.1Ti0.15Cu0.03Zn0.03O1.94F0.06）展现出优异的循环稳定性、耐温性、空气稳定性及全电池性能。该研究提出的双位点高熵掺杂策略为调控层状氧化物正极局部化学环境提供了新范式。