一、成果简介
钠离子电池的广泛应用受限于缺乏低成本、高性能且稳定的电极材料，最常见的p2型naxtmo2虽具有高理论容量、高输出电压和简单的制备工艺等优势，但存在高电压（>4.2 v）不可逆的p2‑o2相变、jahn‑teller畸变和空气稳定性等问题。这些问题归根结底是由na /空位有序和不可逆层间滑移引起。本成果通过在过渡金属（tm）层引入cu、mg、ti、li四种掺杂元素，在钠层引入ca，构建na0.62ca0.03mn0.58fe0.23cu0.085mg0.01ti0.015li0.08o2高熵掺杂体系。电化学活性的fe3 和mn4 提供电荷补偿贡献电池容量；低价态的mg2 和cu2 有助于提高mn的化合价并缓解jahn‑teller畸变，且cu2 可以有效减少局部o‑o结构畸变，增强晶格o的氧化还原可逆性；一价的li 起到结构稳定剂的作用，有利于在深度脱钠结构中保留更多的na ，保持静电平衡，从而抑制o2相变；ti4 和mn4 之间费米能级存在显著差异，其引入将抑制tm层中的阳离子和电荷有序，以及na层中的na /空位有序；na层中掺杂的ca2 起到支柱作用，由于ca2 和o2‑之间的强烈相互作用，有利于提高材料的结构和循环稳定性。除了不同金属阳离子带来的各种功能外，高熵掺杂驱动的结构稳定性还抑制了p2‑p'2相变和颗粒开裂，有利于降低na 迁移能垒。因此，不同金属阳离子的功能整合，结合高熵掺杂驱动的结构稳定性的提高，协同实现高可逆容量和长循环稳定性，在钠离子电池正极材料领域具有重要的应用价值和市场前景。
图1高熵掺杂na0.62ca0.03mn0.58fe0.23cu0.085mg0.01ti0.015li0.08o2正极材料物相及循环性能
二、应用领域
本成果涉及储能电池、动力电池等新能源领域，提供一种高容量、长寿命钠离子电池正极材料。
三、市场前景
本成果可以实现高容量、长寿命钠离子电池，具有较大潜在市场规模，可用于储能基站、新能源汽车、低速电动车等领域。与主流钠离子电池正极材料相比，核心竞争力在于可以实现500次循环超过85%的容量保持率，同时具有较低的成本，收益显著。
数据显示中国钠离子电池需求量在逐年增长，2024年达到11.9 gwh，对应市场规模约100亿元，预计2028年将达到95.6 gwh，约合人民币803亿元，其中正极材料市场规模将超208亿元。
市场需求：储能、动力电池领域对低成本、高性能、长寿命电池体系的需求不断提升，为领域提供了广阔发展空间，特别是在储能这一对电池能量密度无过高要求但是对成本要求严格的领域，钠离子电池尤其是铁锰基正极材料未来将占据更多市场份额。
图2高熵掺杂na0.62ca0.03mn0.58fe0.23cu0.085mg0.01ti0.015li0.08o2正极材料空气稳定性和长循环颗粒完整性
四、知识产权
1.成果由成都大学单独持有；
2.本成果已申请国家发明专利2项，授权1项。
五、合作方式
技术许可和技术转让。
六、对接方式
（1）合作意向方联系成都大学科技处；
（2）成都大学科技处沟通了解意向方情况；
（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。
联系电话：028-84616173
