外媒报道(SodiumBatteryHub(钠离子电池专业资讯媒体)8月20日刊文):一项发表于《Nature Energy》的新研究显示,通过铁介导的晶格氧氧化还原策略,钠离子电池层状氧化物正极在保持结构稳定的同时显著提升了能量密度。研究团队设计了一种组成为Na2/3Mn7/12Mg1/4Fe1/6O2的层状氧化物正极,利用Fe4+/Fe2+电对在充放电过程中充当内部电子介体,引导晶格氧以更可控的路径参与电荷存储,从而避免氧处于高不稳定的状态。
在该设计下,氧氧化还原可逆性达到99%,而未充分介导的对照设计约为75%;团队同时展示了能量密度206Wh/kg、在50mA/g电流密度下循环100次后容量保持率87.8%的钠离子软包电池。论文题为《Iron-mediated reversible lattice-oxygen redox enables stable 200 Wh kg−1 sodium-ion batteries》,发表于《Nature Energy》(2026),DOI: 10.1038/s41560-026-02112-8。
层状氧化物是钠离子电池最具前景的正极材料体系之一,但传统过渡金属氧化还原提供的容量有限,晶格氧氧化还原被认为是解锁更高能量的途径,其难点在于氧反应的可逆性与结构稳定性。本研究让铁同时扮演过渡金属组分与氧化还原介体的双重角色,通过Fe4+/Fe2+电对在金属骨架与氧亚晶格之间穿梭电荷,使氧氧化还原循环更可逆。软包电池(相对实验室扣式电池更接近实际电池架构)上的206Wh/kg数据,说明该化学体系已超越概念验证阶段。需明确的是,该成果为学术研究,仍属实验室验证层面,距离商业化量产尚有距离,相关材料体系与制造工艺均未进入产业化阶段。
