设计具有高能量密度和优异稳定性的无钴锰基氧化物正极材料具有重要意义和挑战。

在这里，温州大学Yan-Fang Zhu，Yao Xiao，南京理工大学Mei Yang, 阿德莱德大学Jian-Feng Mao构建了一种具有机械-化学耦合效应的P2/O3核壳异质结构层状氧化物正极材料，以实现精确的结构调制和优异的电化学性能。

文章要点

1）以O3-NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2为核材料，通过精确调控外延层得到P2/O3核壳异质结构正极。受益于O3体相和P2壳层的协同效应，这种异质结构正极表现出高能量密度（587.34 Wh·kg−1，基于正极活性材料）、优异的结构、优异的空气稳定性和全电池性能。

2）分别通过原位X射线衍射和球差校正扫描透射电子显微镜（STEM）分析了阴极的相变机制以及原子排列特征。最重要的是，通过应力模拟计算验证了P2壳层可以在微观尺度上分担内部O3体相的机械应力，抑制电化学过程中材料的塑性屈服和结构降解，并显着增强结构稳定性。

本研究设计的具有机械-化学耦合效应的异质结构阴极将为其他电极材料的优化提供新的见解。

参考文献

Ling-Yi Kong, et al, High Energy Density Heterostructured Sodium Layered Oxide Cathodes Enabled by Mechanical-Chemical Coupling Effect, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202517300

DOI: 10.1002/anie.202517300