联系我们
  • 联系电话

    0731-88876089

  • 联系人

    李栋、杜瑜敏

  • 邮箱

    csuzyxh@sohu.com

  • 邮编

    410083

  • 学院地址

    湖南省长沙市中南大学资源循环研究院

研究院科研成果速递 | 晶格缺陷调控对钠离子电池O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正极材料的晶格应变和电化学动力学的影响

来源:  发布时间:2026年04月10日 作者:

近日,研究院电池材料研究团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》发表题为《Lattice defect regulation on lattice strain and electrochemical kinetics of O3-type NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 cathode materials for sodium-ion batteries》的论文,该工作系统地研究了烧结过程对NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2结构演变和Na+传输动力学的影响。通过优化烧结过程,制备了低应变、低缺陷和高Na+传输的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2材料,缓解了烧结过程中材料晶格畸变与残余应力的无法消除的问题,强调了合成诱导缺陷、晶格应变和电化学性能之间的相互作用,为构建高容量的层状氧化物正极材料提供了新思路。


学术引用与团队信息

(3)该方法有效精简了从金属Ag到 MOD油墨的制备流程,AgOAc可直接作为MOD油墨原料,无需额外提纯处理。相比传统路线减少多步置换、酸溶及洗涤工序,有效提高了MOD油墨的生产效率,有望推动MOD油墨在柔性电路、智能穿戴等领域的应用。

标准引用格式:

作者及单位:

季勇,田庆华,孟钰麒,郭亦奇,谢鸿,张磊,

童汇*,喻万景*(* 为通讯作者)

中南大学资源循环研究院,湖南-长沙 410083

全文链接/DOI:

https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175041

联系邮箱:

童   汇:huitong@csu.edu.cn

喻万景:yuwj2015@csu.edu.cn


研究背景

(3)该方法有效精简了从金属Ag到 MOD油墨的制备流程,AgOAc可直接作为MOD油墨原料,无需额外提纯处理。相比传统路线减少多步置换、酸溶及洗涤工序,有效提高了MOD油墨的生产效率,有望推动MOD油墨在柔性电路、智能穿戴等领域的应用。


研究亮点

(3)该方法有效精简了从金属Ag到 MOD油墨的制备流程,AgOAc可直接作为MOD油墨原料,无需额外提纯处理。相比传统路线减少多步置换、酸溶及洗涤工序,有效提高了MOD油墨的生产效率,有望推动MOD油墨在柔性电路、智能穿戴等领域的应用。制备了低应变高性能的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2材料,0.1 C放电比容量达到146.01 mAh g

-1 ,全电池循环500圈保持率仍有85.19%;


图文解析

图1和图2 显示了不同烧结温度材料晶体结构、应变、形貌、粒径、氧空位、微观结构以及元素价态等物化性质。烧结温度越高,颗粒尺寸越大。合理的烧结温度下材料具有更低的晶格应变与更少的氧空位,从而表现出更好的晶体结构。

图1 不同烧结温度材料晶体结构、应变、形貌、粒径和氧空位等物化性质

图2 不同烧结温度材料微观结构与元素价态


图3显示了不同烧结温度材料电化学性能。最佳烧结温度材料表现出更好的Na+扩散动力学,0.1 C放电比容量达到146.1 mAh g-1,全电池循环500圈后容量保持率仍有85.19%。

图3 不同烧结温度材料电化学性能


图4 显示了不同烧结温度材料循环后理化性质。材料循环过程中发生O3-P3的相变,颗粒出现明显微裂纹,结构发生降解。

图4 不同烧结温度材料循环后理化性质


图5显示了烧结温度对材料性能的作用机制。烧结温度主要通过晶格缺陷而非一次颗粒尺寸影响晶格应变;晶格应变较低的材料表现出更好的放电性能。此外,烧结温度显著影响一次颗粒尺寸及分布,从而影响晶界应力。晶格应力和晶界应力的共同作用最终导致材料颗粒在循环过程中产生裂纹。因此,合适的烧结温度能够使材料同时具备良好的形貌和晶体结构,保证Na具有良好的传输通道,从而使材料展现出更高的放比电容量。

图5 烧结温度对材料性能的作用机制

研究结论

(3)该方法有效精简了从金属Ag到 MOD油墨的制备流程,AgOAc可直接作为MOD油墨原料,无需额外提纯处理。相比传统路线减少多步置换、酸溶及洗涤工序,有效提高了MOD油墨的生产效率,有望推动MOD油墨在柔性电路、智能穿戴等领域的应用。


文章核心信息卡



(一审:季勇; 二审:秦雯琦; 三审:李 栋)


文章标签:
分享: