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?廈大/寧德時(shí)代AM：觸發(fā)氧化鈉中的陰離子氧化活性獲得高容量陰極預(yù)鈉化劑

補(bǔ)償有限活性鈉（Na）的不可逆損失對(duì)于提高實(shí)際鈉離子電池（SIB）全電池的能量密度至關(guān)重要，特別是在使用首效較低的硬碳陽極時(shí)。引入犧牲陰極預(yù)鈉化劑，特別是那些具有高理論容量的潛在陰離子氧化活性的預(yù)鈉化劑，可以提供額外的鈉源來補(bǔ)償鈉的損失。

圖1 Na₂O基高容量預(yù)鈉化劑的表征

廈門大學(xué)喬羽、張橋保、Xiaoxiao Kuai、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司Ziyang Ning等將Ni原子精確地注入Na₂O框架內(nèi)的Na位點(diǎn)，獲得了(Na_0.89Ni_0.05□_0.06)₂O（Ni-Na₂O）預(yù)鈉化劑。

研究顯示，Na空位和Ni催化劑之間的協(xié)同作用有效地調(diào)節(jié)了能帶結(jié)構(gòu)，形成了適度的Ni-O共價(jià)鍵，激活了氧陰離子的氧化活性，從而將分解過電位降低到2.8 V（vs Na/Na⁺），并實(shí)現(xiàn)了710 mAh/g的高預(yù)鈉化容量（Na₂O分解率>80%）。

圖2 預(yù)鈉化后的電化學(xué)性能

此外，實(shí)驗(yàn)顯示，將目前改性的預(yù)鈉化劑與Na₃V₂(PO₄)₃和Na_2/3Ni_2/3Mn_1/3O₂陰極結(jié)合，相應(yīng)的鈉離子全電池的能量密度分別提高了23.9%和19.3%。此外，不僅限于Ni-Na₂O，這種陰離子氧化機(jī)制與電極-電解質(zhì)界面制備之間的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系也被揭示出來，這為犧牲型陰極預(yù)鈉化劑的開發(fā)提供了范例。

圖3 NNO對(duì)電極-電解質(zhì)界面的影響以及預(yù)鈉化劑的相關(guān)前景

Achieving High‐Capacity Cathode Presodiation Agent Via Triggering Anionic Oxidation Activity in Sodium Oxide. Advanced Materials 2024. DOI: 10.1002/adma.202407720

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