材冶學(xué)院在鈉離子電池正極材料研究上取得重要進(jìn)展
近日，遼寧科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院包碩副教授聯(lián)合廣州航海學(xué)院（廣州交通大學(xué)籌）路金林教授，以遼寧科技大學(xué)為第一署名單位，在國(guó)際知名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院1區(qū)top期刊，2025年影響因子：13.2）發(fā)表高水平研究論文《Dopant alliance: K/Cu cooperative bonds lock structural stability in P2-type sodium cathodes》（https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166745），第一作者為遼科大2023級(jí)碩士研究生段玉。
鈉離子電池P2型層狀氧化物在高電壓下易發(fā)生P2-O2相變等問(wèn)題，導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、離子傳輸緩慢。本研究通過(guò)K/Cu協(xié)同調(diào)控鈉離子電池層狀氧化物正極材料，基于層間釘扎（K+）與電子結(jié)構(gòu)調(diào)控（Cu2+）的“堿金屬/過(guò)渡金屬協(xié)同-結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”的新策略，擴(kuò)大層間距的同時(shí)降低Jahn-Teller活性離子Mn3+的比例，抑制充放電過(guò)程中不可逆P2-O2相變，（002）衍射峰偏移僅0.42°。所制備的正極材料在200 mA?g-1 高倍率下循環(huán)200次后容量保持率可達(dá)96.80%，顯著優(yōu)于單一K摻雜樣品（89.83%）。鈉離子擴(kuò)散系數(shù)（DNa+）提升至1.06×10?10 cm2?s-1。K/Cu協(xié)同調(diào)控后正極材料因自旋極化呈半金屬特性，費(fèi)米能級(jí)附近電子態(tài)密度增加，提升了電子/離子傳輸效率。該研究對(duì)開(kāi)發(fā)低成本、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能體系具有重要的參考價(jià)值。
該研究由遼寧科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合廣州航海學(xué)院（廣州交通大學(xué)籌）海洋嚴(yán)酷環(huán)境使役材料與運(yùn)維裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室共同完成，獲國(guó)家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)基金資助，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和重要的參考意義。
