提高正極活性材料與液體/固體電解質(zhì)之間的界面穩(wěn)定性是開(kāi)發(fā)高能量密度鈉離子電池（SIB）的重要一步。然而，如何在正極材料上構(gòu)造有效的保護(hù)層是困擾這一領(lǐng)域的挑戰(zhàn)之一。

在此，北京理工大學(xué)白瑩教授、吳川教授等人提出了基于多功能框架協(xié)同效應(yīng)的有效策略，即為了提高P2-Na_0.8Li_0.12Ni_0.22Mn_0.66O₂ (NLNM@NTP)的性能，設(shè)計(jì)了一種表面同時(shí)包覆NaTi₂(PO₄)₃ (NTP)涂層和Ti⁴⁺摻雜的方法。

圖1. NLNM@NTP正極在液態(tài)電解質(zhì)中的電化學(xué)性能

通過(guò)原位XRD、STEM和DFT計(jì)算的綜合分析表明，NTP包覆和Ti⁴⁺摻雜不僅可以優(yōu)化晶格結(jié)構(gòu)提高晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以氧化Ni態(tài)提供高的氧化還原電位。重要的是，NTP涂層和Ti⁴⁺摻雜可以減少極化，抑制循環(huán)時(shí)的電壓降，提高平均放電電壓，有利于提高能量密度。

此外，NLNM@NTP正極在液態(tài)和固態(tài)SIB中均顯示出增強(qiáng)的電化學(xué)性能。液態(tài)電池在5 C下循環(huán)500次和固態(tài)電池在1 C下循環(huán)100次后的優(yōu)異容量保持率都接近100%。總之，本文提出的誘導(dǎo)快速離子導(dǎo)體以提高電化學(xué)性能的策略將有助于其他液態(tài)電池和固態(tài)電池的設(shè)計(jì)。

圖2. NLNM@NTP電極充放電過(guò)程中的原位XRD

Unveiling the Role of Multifunctional Framework for High-Energy P₂-Na_0.8Li_0.12Ni_0.22Mn_0.66O₂ Cathode Materials, Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.01.052