中国粉体网讯 钠离子电池在智能电网和大规模储能中前景广阔，层状过渡金属氧化物正极凭借成本低、合成简单、比容量较高等优势被视为理想候选材料之一。然而，该类材料仍面临不可逆相变、结构退化、钠离子扩散动力学迟缓、空气稳定性差、高电压下晶格氧不稳定以及能量密度偏低等问题，阻碍了其实际应用。
为此，温州大学肖遥教授提出自适应结构设计策略：通过多元素协同调控过渡金属与氧的局域电子结构，使材料在钠离子脱嵌过程中主动调节晶格体积与内部应力，呈现先膨胀后收缩的自适应体积演化，从而减小高电压下的结构畸变。多种表征揭示过渡金属-氧间动态电荷重构可调节层间相互作用，改善离子传输与反应动力学。该研究阐明电子结构演化、晶格响应与循环稳定性的内在联系，为突破层状氧化物稳定性与电化学活性制约、设计长寿命钠离子电池正极提供新思路。
肖遥教授团队近年来在钠离子电池层状氧化物正极领域取得了一系列系统性成果，从不同维度验证并拓展了自适应结构设计策略：
在阴离子氧化还原调控方面，团队以P2型Na5/6Li1/4Mn3/4O2为研究模型，提出“离子阻抗匹配界面”设计策略，通过引入NASICON型NaTi2(PO4)3进行共烧结，诱导材料表面发生梯度重构，形成外层Na3PO4与内层富Ti类尖晶石层的复合界面。界面调控后的正极材料首圈放电比容量约234.0 mAh g⁻¹，基于正极能量密度最高可达约619.9 Wh kg⁻¹。
在表面重构与体相缺陷工程协同方面，团队以O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2为模板，通过表面重构形成富钇NaYO2包覆层，同时利用电荷平衡在体相中诱导适量的局域氧空位缺陷。Y–O–TM强键合作用与氧空位电荷缓冲效应协同调控O 2p轨道的电子能带构型，抑制过度晶格氧氧化及O–O二聚体的形成。
在元素周期律指导的材料设计方面，团队通过Cu、Mg和Ti的共取代策略显著抑制了O3型材料在充放电过程中的多相转变。优化后的材料在5C倍率下循环1000次后容量保持率达85%，充电至4.5 V时未观察到氧气释放，表现出优异的空气稳定性与高温稳定性。
在非金属元素调控方面，团队提出硼调控策略，利用硼元素独特的缺电子构型与低电负性，实现从体相掺杂到界面重构的全尺度改性。B–O–TM强键（键能达809 kJ mol⁻¹）有效抑制不可逆相变，硼化学诱导的界面重构替代传统惰性包覆层，同时硼诱导的层间扩张加速了钠离子扩散动力学。
2026年10月30日，中国粉体网联合柏德英思展览（上海）有限公司将在上海举办“2026第三届钠离子电池材料技术研讨会”。本届大会聚焦正负极材料创新、钠离子电池产业化应用等核心议题，配套全产业链展位展示与精准供需对接。届时，来自温州大学的肖遥教授将带来《自适应性钠离子电池层状氧化物正极》的报告。
嘉宾介绍：
肖遥，博士生导师，温州大学瓯江特聘教授（A类），世界青年科学家峰会学术委员会副秘书长，入选国家重大人才工程青年项目。主持国家重点研发计划青年科学家课题、国家自然科学基金面上及青年基金等科研项目，获华峰院长奖、温州大学优秀教师等，作为负责人牵头建设温州大学“五好”科研团队，担任中国科学院学部专家。主要从事新能源二次电池与功能材料交叉研究，长期聚焦钠离子电池层状氧化物正极材料基础科学问题、关键技术及产业化应用研究。已发表SCI论文200余篇，被引13000余次，H指数62，其中以第一/通讯作者在Nature子刊（4篇）、Adv. Mater.（15篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（10篇）、J. Am. Chem. Soc.（1篇）、Chem. Soc. Rev.（2篇）等期刊发表论文100余篇。
参考来源：温州大学官网、温州大学化学与材料工程学院钠离子电池层状氧化物正极材料课题组等
（中国粉体网编辑整理/乔木）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
