長寿命・空気安定性に優れたO3型正極材料を先進的なナトリウムイオン電池向けに実現するデュアルインターフェース修飾

科学分野:

• 材料科学および工学
• 電気化学
• エネルギー貯蔵

背景:

• O3型層状酸化物は、高エネルギー密度のため、ナトリウムイオン電池（SIB）向けの有望な正極材料です。
• これらの正極の実用化は、サイクル安定性と空気安定性の低さによって制限されています。

研究 の 目的:

• O3型正極材料に対するデュアルレイヤーインターフェース修飾戦略を開発すること。
• SIB向けO3型正極の電気化学的特性、サイクル安定性、および空気安定性を向上させること。

主な方法:

• O3正極（NaNi0.45Mn0.4Cu0.05Ti0.1O2）にデュアルレイヤーインターフェース修飾戦略を適用しました。
• 修飾された正極（O3@P2@NAO）を、物理化学的および電気化学的試験を用いて特性評価しました。

主要な成果:

• O3@P2@NAO正極は、0.1Cで150 mAh g-1という高容量と、優れたレート性能（5Cで126.6 mAh g-1）を示しました。
• 120サイクルの後、90.5%の容量維持率で、サイクル安定性が向上しました。
• 7日間湿潤空気中に放置した後も85.5%の容量を維持し、優れた空気安定性が観察されました。

結論:

• デュアルレイヤーインターフェース修飾は、Na+拡散障壁を効果的に低下させ、構造劣化を緩和します。
• 修飾された正極は、迅速なNa+輸送と電解質および空気腐食からの保護を提供します。
• このアプローチは、実用的なO3型正極の開発とSIBの商業化の推進に向けた実行可能な経路を提供します。