O3型层状氧化物是钠离子电池（SIBs）极具潜力的候选材料。然而，由于复杂的相变机制和过渡金属（TM）离子的迁移，这些正极的内在稳定性规律仍然难以捉摸。
2025年2月27日，有研（广东）新材料技术研究院肖必威、北京科技大学耿东生、宁波东方理工大学（暂名）孙学良、夏威、深圳大学胡江涛在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Unravelling the structure-stability interplay of O3-type layered sodium cathode materials via precision spacing engineering》的研究论文。
在这里，作者强调碱金属层与TM层间距之比（R=dO-Na-O/ dO-TM-O）在决定结构稳定性和相应的电化学性能方面起着关键作用。
研究人员设计了一种特殊的NaxMn0.4Ni0.3Fe0.15Li0.1Ti0.05O2（0.55 ≤ x ≤ 1）组成，即使R值高达1.969，这种结构在热力学上也是稳定的，远超过普通O3型结构最多能达到的1.62。
高R值使O3正极处于O3-P3相变的准备阶段，从而实现了一个快速而平滑的相变过程。同时，它还诱导Na层形成明显拉伸的间隙四面体结构，有效地阻碍了TM迁移。
利用这一机制，作者重新研究P2/O3杂化结构稳定性增强的根本原因。除了传统的连锁效应之外，其O3亚相的高R值特性也起到了关键作用。
图文解读
图1：物理化学表征和DFT计算
图2：电化学性能
图3：动态相结构和晶胞参数演变
文献信息Li, M., Zhuo, H., Lei, J.et al.Unravelling the structure-stability interplay of O3-type layered sodium cathode materials via precision spacing engineering.Nat Commun16, 2010 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57378-5
