钠离子电池层状氧化物正极材料在循环过程中的容量衰减机制尚未得到充分理解。
阐明其原因并提出有效的解决策略是十分必要的。
基于此，2025年3月24日，南洋理工大学颜清宇等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Strategy Formulation for Mitigating Capacity Fading of Na-Layered Oxides》的研究论文。
在此，商业化的NaFe₁/₃Mn₁/₃Ni₁/₃O₂的容量衰减机制是由于铁离子的溶解。
此外，钠离子的脱出（在Fe³⁺/Fe⁴⁺反应之后）会使NaFe₁/₃Mn₁/₃Ni₁/₃O₂的能量水平降低到低于电解液溶剂的水平，从而引发溶剂分解。
作者通过理论计算建立了电解液添加剂的筛选标准以提高容量保持率。
研究人员发现了一系列含氮的路易斯碱添加剂，它们能够与NaFe₁/₃Mn₁/₃Ni₁/₃O₂中的铁离子高效地发生动力学结合，并且在热力学上比溶剂具有更强的电子给予能力。
通过Reaxys数据库（在61种分子中）筛选出一种之前未被研究作为钠离子电池添加剂的新化合物——氢化双三甲基硅基钠，因为它价格低廉且在电化学过程中相对稳定。
这种添加剂被证实可以显著提高NaFe₁/₃Mn₁/₃Ni₁/₃O₂//硬碳电池的库仑效率并减少铁离子的溶解。
Strategy Formulation for Mitigating Capacity Fading of Na-Layered Oxides,Angew. Chem. Int. Ed.,2025.https://doi.org/10.1002/anie.202503587
