Na离子层状氧化物（Na_xTMO₂, TM=过渡金属阳离子）作为Li离子层状氧化物（LiCoO₂,  LiNi_xCo_yMn_1–x–yO₂）的类似结构材料，受到发展Na离子电池的持续关注。但是，由于Na⁺阳离子的半径较大，在NaO₂结构中具有比较强的Na⁺-Na⁺电子排斥作用，导致Na_xTMO₂材料可能产生相变现象。

有鉴于此，中科院物理所胡勇胜、陆雅翔、容晓晖等报道高熵限域策略，这种方法能够保证多组分TMO₂结构具有增大的层间距，消除Jahn-Teller畸变、Na⁺/空穴规则排列、改变晶格参数，强化层状氧化物材料整体骨架结构的稳定性。

本文要点：

(1)

对 O3-NaNi_0.4Fe_0.2Mn_0.4O₂ (NFM424)电极材料中修饰Cu、Mg、Ti、Sn金属阳离子构建了NaNi_0.25Mg_0.05Cu_0.1Fe_0.2Mn_0.2Ti_0.1Sn_0.1O₂ (HEO424)，其中Cu²⁺用于平衡电荷，Mg²⁺和Ti⁴⁺稳定结构，Sn⁴⁺能够提升电池的整体电压，因此得到的结构能够在高倍率电池充放电过程中保持结构整体，改善Na⁺传输动力学，阻碍金属离子溶解或者材料的破碎。

(2)

通过高熵修饰的TMO₂骨架结构具有增强的TM-O键能，阻碍氧原子释放或热失控，因此改善电池的热安全性。

参考文献

Feixiang Ding, Chenglong Zhao, Dongdong Xiao, Xiaohui Rong*, Haibo Wang, Yuqi Li, Yang Yang, Yaxiang Lu*, and Yong-Sheng Hu*, Using High-Entropy Configuration Strategy to Design Na-Ion Layered Oxide Cathodes with Superior Electrochemical Performance and Thermal Stability, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c02353

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02353