近日，我校物理与能源学院姚胡蓉教授在钠离子电池层状氧化物正极材料领域的研究中取得重要进展，创新性地将电负性与构型熵结合，用于量化并预测高熵层状氧化物的堆叠结构倾向。
钠离子电池层状氧化物正极（NaₓTMO₂）的性能高度依赖于其堆叠结构（O3型或P2型）。通常钠含量是决定结构类型的关键因素。然而，在高熵或多组分体系中，由于过渡金属（TM）种类增多、相互作用复杂，组成与结构之间的关联变得模糊，“阳离子势”等规则失效，使得高性能、高稳定性正极材料的合理设计面临挑战。
研究创新性地提出“电负性熵权重（Wx）”这一物理化学描述符，首次将离子电负性与构型熵结合，用于量化并预测高熵层状氧化物的堆叠结构倾向。基于此理论指导，团队成功设计高Wχ值的低钠含量O3型高熵层状氧化物正极材料Na0.67Ni0.18Cu0.18Fe0.15Co0.15Mn0.17Ti0.17O2（O3-Na0.67），即使钠含量降低到0.538仍为O3结构。该材料展现出优异的结构稳定性、空气稳定性、循环性能（200圈容量保持率93.02%）及倍率能力，并在钾离子电池中也表现出良好稳定性。该研究为合理设计复杂组分的高性能电极材料提供了全新的理论方法。
研究成果1月8日以《Electronegativity and Entropy Design of Layered Oxides for Sodium-ion Batteries》发表于国际顶级期刊《Nature Communications》上。我校为第一作者单位，硕士研究生甘露为第一作者，姚胡蓉教授为本文通讯作者。相关成果分别与中国科学院化学研究所郭玉国研究员、宁德时代欧阳楚英合作完成。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-68016-5
（科技处、物理与能源学院）