钠离子电池（SIBs）因其资源丰富、成本低廉，已成为大规模储能领域的研究热点。然而，正极材料性能的局限性，如能量密度低和循环稳定性差，阻碍了其商业化进程。近日，东北师范大学吴兴隆、郭晋芝团队在《Advanced Materials》期刊上发表了关于高熵NASICON型正极材料的研究成果，提出了一种超快速高温冲击（HTS）技术制备高性能正极材料的方法，显著提升了钠离子电池的能量密度与宽温度适应性。
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创新的高熵策略：通过多主元素固溶显著提升材料稳定性，克服传统NASICON正极材料的晶格畸变和相分离问题。 -
超快速高温冲击技术：在800°C条件下仅需20秒完成材料制备，大幅提高制备效率，同时抑制相分离现象。 -
卓越的电化学性能：实现2.0–4.45V电压范围内的多电子转移，比容量达162.0 mAh/g，能量密度高达417 Wh/kg。 -
宽温度适应性：在-50°C至60°C范围内稳定工作，表现出优异的低温性能和循环稳定性。
图1. HE-Na3.45TMP的制备过程与结构特征
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图1a：展示了超快速高温冲击技术的制备流程，显著缩短了制备时间并抑制了相分离现象。 -
图1b–1c：通过XRD精修分析，揭示了材料的三方晶系结构及三维开放框架，有利于钠离子快速迁移。 -
图1d–1g：从元素价态、粒径形貌及导电性分布等方面，展示了材料的高熵特性及优异性能基础。
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图2a–2b：在0.1C倍率下，材料的放电比容量达137.2 mAh/g，能量密度为417 Wh/kg。 -
图2e：材料在5C倍率下经过2000次循环后容量保持率为83.7%，展现出卓越的循环稳定性。
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图3a–3c：通过原位XRD揭示了材料在钠离子脱嵌过程中的晶体结构演变及体积变化，进一步验证了其结构稳定性。
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图4a–4c：密度泛函理论计算表明，Na2→Na1路径具有最低能量势垒，为钠离子迁移提供了理想通道。
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图5a：展示了材料在-50°C下的倍率性能，表现出低温下的稳定钠离子存储能力。 -
图5b–5c：对比不同温度下的充放电曲线，进一步说明高熵策略对宽温度适应性的提升作用。
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图6a–6b：将该材料应用于软包电池中，展示了电池在长时间循环后的容量保持率及能量密度的变化趋势。 -
图6c：进一步评估电池在复杂工况下的性能稳定性，验证其在储能领域的实际应用潜力。
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