与锂离子电池相比，钠离子电池具有优异的成本优势，是一种很有前途的大规模电化学储能系统。然而，高安全性、低成本、长寿命的负极材料的缺乏严重阻碍了其实际发展。

近日，北京航空航天大学Diansen Li采用钛酸盐原位拓扑转化法制备了富氧空位的锐钛矿型/钛酸盐异质结构(C-NTC)。

文章要点

1）与以往文献报道不同的是，研究人员选择了缓冲液和多巴胺盐酸盐(PDA)，而不是硝酸溶液作为离子交换介质。优点是PDA可以原位包覆在生成的钛酸盐表面，在最后的高温处理过程中可以同时生成TiO₂和NC(掺氮碳)，这一实验过程安全、绿色、无毒。

2）TiO₂和NC之间的相互作用以及TiO₂和NTO之间的界面接触确保了有效的离子/电子传输。热解过程中钛酸盐和TiO₂之间的原位相变将产生受控的二氧化钛/钛酸盐异质结构。原位高温X射线衍射(XRD)测试结果证实了异质结构的形成过程，并验证了热解过程中氧化钛基氧化物的相变。

3）精确构造的锐钛矿/钛酸钠异质结构电极表现出优异的钠储存容量、倍率性能和超长循环寿命。

这项研究揭示了钛基氧化物在退火过程中的相变过程和异质结构中的钠储存机制，为制备钛基氧化物异质结构超长循环寿命电极材料提供了有价值的信息。

参考文献

Weijia Meng, Interface and Defect Engineered Titanium-Base Oxide Heterostructures Synchronizing High-Rate and Ultrastable Sodium Storage, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201531

https://doi.org/10.1002/aenm.202201531