8月13日消息,东京理科大学(Tokyo University of Science)驹场慎一(Shinichi Komaba)教授团队在Small期刊发表论文,系统研究了钪离子(Sc3+)通过体相掺杂和表面涂层两种方式改善O3-Na[Ni1/2Mn1/2]O2钠离子电池正极材料性能的机制。 O3-Na[Ni1/2Mn1/2]O2因具有较高的理论容量和合理的成本而成为钠离子电池(SIB)的有吸引力候选正极材料,但其循环稳定性差是商业化应用的主要障碍。研究团队合成了钪掺杂量分别为0%、6%、8%和11%的样品,发现Sc3+在体相掺杂中替代了晶格中的Ni和Mn离子。 实验结果表明,掺杂和涂层均显著提升了充放电耐久性。100次循环后,未改性NNMO的容量保持率仅为18.6%,而经过钪改性后的样品提升至67%以上。表面钪涂层的全电池在300次循环后保持了91.2%的初始容量,展现出优异的长循环稳定性。 驹场教授总结道:"我们的发现表明,体相掺杂和表面涂层的协同组合是改善钠离子电池性能的有前景的策略。"这一研究成果对推动钠离子电池的商业化具有重要意义——钠离子电池因钠资源储量丰富、成本低廉,被视为锂离子电池的重要补充,但正极材料的循环寿命一直是限制其大规模应用的关键瓶颈。钪改性策略为解决这一问题提供了新的技术路径。 (来源:ESS News)