补偿有限活性钠(Na)的不可逆损失对于提高实际钠离子电池(SIB)全电池的能量密度至关重要,特别是在使用首效较低的硬碳阳极时。引入牺牲阴极预钠化剂,特别是那些具有高理论容量的潜在阴离子氧化活性的预钠化剂,可以提供额外的钠源来补偿钠的损失。
厦门大学乔羽、张桥保、Xiaoxiao Kuai、宁德时代新能源科技股份有限公司Ziyang Ning等将Ni原子精确地注入Na2O框架内的Na位点,获得了(Na0.89Ni0.05□0.06)2O(Ni-Na2O)预钠化剂。研究显示,Na空位和Ni催化剂之间的协同作用有效地调节了能带结构,形成了适度的Ni-O共价键,激活了氧阴离子的氧化活性,从而将分解过电位降低到2.8 V(vs Na/Na+),并实现了710 mAh/g的高预钠化容量(Na2O分解率>80%)。此外,实验显示,将目前改性的预钠化剂与Na3V2(PO4)3和Na2/3Ni2/3Mn1/3O2阴极结合,相应的钠离子全电池的能量密度分别提高了23.9%和19.3%。此外,不仅限于Ni-Na2O,这种阴离子氧化机制与电极-电解质界面制备之间的结构-功能关系也被揭示出来,这为牺牲型阴极预钠化剂的开发提供了范例。图3 NNO对电极-电解质界面的影响以及预钠化剂的相关前景Achieving High‐Capacity Cathode Presodiation Agent Via Triggering Anionic Oxidation Activity in Sodium Oxide. Advanced Materials 2024. DOI: 10.1002/adma.202407720