近期，材料科學(xué)與工程學(xué)院鎖國權(quán)副教授指導(dǎo)的碩士留學(xué)生Laraib Habib在Energy Storage Materials上發(fā)表高水平綜述論文，Laraib Habib為第一作者，鎖國權(quán)副教授為通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一單位和通訊單位。

隨著全球氣候變化加劇及能源危機日益緊迫，開發(fā)高效、可持續(xù)的儲能技術(shù)已成為各國實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵。鋰離子電池雖然占據(jù)主導(dǎo)地位，但鋰、鈷等關(guān)鍵原材料的稀缺性和成本攀升限制了其在大規(guī)模儲能中的應(yīng)用。鈉離子電池（SIBs）憑借鈉資源的豐富性和低成本優(yōu)勢，被視為最有潛力的替代方案之一。在眾多正極材料中，層狀過渡金屬氧化物（Na_xTMO₂）因具有高理論比容量、易于合成及結(jié)構(gòu)可調(diào)性而備受關(guān)注。

在這篇綜述中，作者對鈉離子電池層狀過渡金屬氧化物正極的界面及結(jié)構(gòu)調(diào)控策略進行了系統(tǒng)性的綜述。作者首先深入剖析了導(dǎo)致層狀氧化物性能衰減的核心機制，包括由層間滑移引起的不可逆相變、高電壓下的陰離子氧化還原導(dǎo)致的晶格氧釋放、過渡金屬離子的溶解與遷移，以及電解液在高活性表面的分解與副反應(yīng)。

針對上述問題，作者從體相、表面及電解液三個維度歸納并評估了多種先進的穩(wěn)定化策略。在體相工程方面，文章詳細探討了多陽離子摻雜及高熵策略，旨在通過引入支柱離子抑制有害相變并增強結(jié)構(gòu)剛性；同時介紹了構(gòu)建P2/O3共生結(jié)構(gòu)或“Z”相結(jié)構(gòu)以緩解晶格應(yīng)變的各類方法。在表面修飾方面，研究總結(jié)了利用金屬氧化物（如Al₂O₃）、磷酸鹽及導(dǎo)電聚合物進行表面包覆的技術(shù)，這些涂層能有效隔離電解液腐蝕并清除HF。在電解液工程方面，重點闡述了通過氟化溶劑、低溶劑化電解液設(shè)計以及成膜添加劑（如FEC）的使用，來調(diào)控亥姆霍茲層的化學(xué)性質(zhì)，從而原位構(gòu)建富含無機組分且堅固的CEI膜。該綜述通過整合晶格設(shè)計、界面調(diào)控和電解液化學(xué)的見解，為設(shè)計高能量密度且長循環(huán)穩(wěn)定的層狀氧化物正極建立了統(tǒng)一的理論框架。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104863

新聞小貼士：

Laraib Habib, 陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院國際碩士研究生，導(dǎo)師鎖國權(quán)副教授，該生2023年畢業(yè)于巴基斯坦University of Agriculture, Faisalabad，獲得科學(xué)物理學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)在主要從事功能納米材料合成及其在堿金屬離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

鎖國權(quán)，博士，副教授， 2017年6月畢業(yè)于北京科技大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位，2014年9月至2016年8月在美國威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校聯(lián)合培養(yǎng)。2017年9月進入陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院從事教學(xué)科研工作，現(xiàn)為納米材料系教師，材料學(xué)院“微納材料開發(fā)與功能創(chuàng)新團隊”成員。迄今為止，以第一（或通訊）作者在 Advanced Science, Energy Storage Materials, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Chemical Engineering Journal等國際知名期刊上發(fā)表SCI論文40余篇，參與編寫英文專著一部，授權(quán)國家發(fā)明專利17件（第一發(fā)明人）。 主持國家自然科學(xué)基金項目1項，企業(yè)橫向項目多項，校級教改項目3項，陜西科技大學(xué)科研啟動金項目1項。Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Energy Storage Materials, Angewandt, ACS energy letters等國際知名期刊受邀審稿人。等國際知名期刊受邀審稿人。目前主要研究方向為：微納功能材料設(shè)計制備及其在能源環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

（核稿：張素風(fēng) 編輯：劉倩）