Une équipe conjointe de l'Université Xiangtan propose un nouveau paradigme pour la conception de matériaux cathodiques dans les batteries sodium-ion

Le 31 mars, une équipe de recherche dirigée par le professeur Liu Li de l'École de chimie de l'Université de Xiangtan, en collaboration avec des équipes de l'Université de technologie de Nanjing et de l'Université de Nankai, a réalisé des progrès révolutionnaires dans le domaine des matériaux de cathode pour les batteries sodium-ion. Les résultats connexes ont été récemment publiés dans la revue internationale *Journal of the American Chemical Society*.

Les batteries sodium-ion, grâce à leurs abondantes ressources en sodium, constituent un choix idéal pour le stockage d'énergie à grande échelle. Cependant, les transitions de phase complexes et l'hystérésis de tension lors des cycles de charge-décharge limitent sévèrement leur densité d'énergie et leur durée de vie. Les stratégies de modification traditionnelles se concentrent sur la conception dans le plan des oxydes stratifiés, ce qui rend difficile la résolution du problème de l'instabilité structurelle hors du plan.

Cette fois, l'équipe de recherche a abordé le problème sous l'angle de la symétrie cristallographique, proposant une nouvelle stratégie appelée "conception de symétrie hors du plan". En introduisant une disproportion de charge dans la couche de métal alcalin, ils ont induit une distorsion du réseau monoclinique dans les oxydes stratifiés de type P3, créant une symétrie hors du plan unique. Cela a permis la coexistence de sites interstitiels d'ions sodium de type P et de type O, a bloqué le glissement des ions oxygène à longue portée et a efficacement supprimé les transitions de phase nuisibles.

Les tests montrent que le matériau de cathode préparé sur la base de cette stratégie présente un décalage de tension moyen sur le cycle de seulement 0,16 V après 100 cycles, avec une densité d'énergie de 437 Wh/kg. À une densité de courant de 100 mA/g, le taux de rétention de capacité atteint 80,2 % après 200 cycles, surpassant de loin celui des matériaux comparatifs. Cette stratégie démontre une forte universalité et peut être étendue à d'autres systèmes d'électrodes stratifiées, fournissant un soutien technologique clé pour l'industrialisation des batteries sodium-ion.