开发具有高工作电压、高可逆容量的先进正极材料是推动钠离子电池（SIBs）技术实用化的关键。

近日，韩国全南大学Jaekook Kim，Jang-Yeon Hwang，汉阳大学Yang-Kook Sun报道了将Ca和Ti共同替代到O3-型NaCrO₂中，设计了O3-型Na_0.9Ca_0.035Cr_0.97Ti_0.03O₂，提出了一种新型的高能实用型SIBs正极材料。

文章要点

1）在化学计量学的基础上，通过碱土金属离子每一个Ca²取代两个Na⁺，成功地结合到NaCrO₂的NaO₆八面体中，而Ti⁴⁺离子将Cr³⁺离子取代进入CrO₆八面体位置，从而在Na⁺层形成Na⁺空位进行电荷补偿。由于CrO6片层之间存在比Cr-O键更强的Ti-O键和不活动的Ca²⁺离子，这种共取代策略增强了O3-型Na_0.9Ca_0.035Cr_0.97Ti_0.03O₂正极的结构稳定性，。

2）O3-型Na_0.9Ca_0.035Cr_0.97Ti_0.03O₂正极的这些结构特征抑制了其不可逆的相变，并在1.5-3.8 V的宽工作电压窗口内实现了优异的Na⁺离子扩散动力学，使正极在10 C倍率下1000次循环后仍能提供95%的高初始库仑效率和90%的初始容量。此外，基于O3-型Na_0.9Ca_0.035Cr_0.97Ti_0.03O₂正极和硬碳负极的软包全电池中具有长期循环的实用性，以及耐水性。

参考文献

Indeok Lee ,  Gwangeon Oh ,  Seulgi Lee ,  T ae-Yeon Yu , Muhammad Hilmy Alfaruqi ,  Vinod Mathew ,  Balaji Sambandam ,  Yang-Kook Sun ,

Jang-Yeon Hwang , Jaekook Kim , Cationic and transition metal co-substitution strategy of O3-type NaCrO₂ cathode for high-energy sodium-ion batteries, Energy Storage Materials (2021),

DOI: 10.1016/j.ensm.2021.05.046

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.05.046