中国科学院化学研究所万立骏、郭玉国团队在高铁层状氧化物钠电正极材料研究中，揭示了铁离子配位不稳定引发材料失效的机制，并提出体相与界面协同掺杂策略。成果发表于《Nature Nanotechnology》。该类材料尝试以铁替代价格较高的镍、钴、铜等过渡金属，但循环稳定性仍是其应用面临的关键问题。
研究团队利用先进表征技术，首次揭示了铁离子在八面体配位的不稳定性是导致高铁层状氧化物正极材料电化学机械失效的根本原因。在此基础上，研究团队提出了多元素纳米级掺杂协同稳定铁配位化学的策略：在体相中引入Al(III)和Co(III)元素，以增强Fe-O键能并提高铁离子的迁移能垒，进而稳定体相中铁离子的八面体配位环境；同时，在界面处引入与氧具有高键能的Y(III)元素，以增强界面处铁离子的八面体配位稳定性。该稳定化策略有效抑制了由裂纹与滑移引发的机械失效。
采用研制出的正极材料组装的安时级软包钠离子电池可稳定循环2000圈以上。该工作揭示了具有成本优势的高铁层状氧化物正极材料的失效机制，并创新性地提出了稳定铁离子八面体配位化学策略，为开发低成本、长寿命、高比能富铁层状氧化物正极材料提供了新思路。相关研究成果近日发表于Nature Nanotechnology期刊（Nat. Nanotechnol., 2026, doi:10.1038/s41565-026-02257-3），文章第一作者为金若溪博士，通讯作者为郭玉洁助理研究员、万立骏研究员和郭玉国研究员。
本研究属学术成果，报道的2000圈以上循环数据为实验室安时级软包电池验证结果，材料尚处于研究阶段，未披露量产工艺、产线规划、下游客户验证或商业化时间表，从实验室成果到规模化应用仍需克服工程放大、一致性控制等产业化挑战。