超低歪みを持つ層状カソードがナトリウムイオン電池における急速充電および遅発放能力を強化する

電気自動車産業の発展は、急速充電および遅発放が可能な二次電池の需要を促進しています。その中でも、カソードに層状酸化物を持つナトリウムイオン電池（SIB）は、その包括的な電気化学的性能により競争上の優位性を示しています。しかし、急速充電および遅発放の要件を満たすためには、異なる速度での対称的な容量を達成するために、カソード材料のレート性能をさらに向上させる必要があります。同時に、非対称的な電気化学プロセス中に格子歪みを最小限に抑えることも、歪みの蓄積を軽減する上で重要です。本研究では、遷移金属層の秩序ある分布とナトリウムイオンの拡散経路を、ナトリウム層のターゲットKドーピングを通じて最適化し、拡散バリアを低減し、顕著なレート性能を持たせることに成功しました。20Cのレートで、カソードの容量は0.1Cのレート時の94%に達することができます。さらに、ナトリウム層のリベット効果により、改良されたカソードの充電時（10Cレート）および放電時（1Cレート）でのグローバル体積歪みはわずか0.03%でした。要約すると、高性能のSIBが、ナトリウム層の調整を通じて急速充電および遅発放能力に期待される展望を持ち、新しい商業的応用への道を開く結果が得られました。