3월 31일, 샹탄대학교 화학과 류리 교수팀이 난징공업대학교, 난카이대학교 연구팀과 협력하여 나트륨 이온 배터리 양극재 분야에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 관련 연구 결과는 최근 국제 학술지인 *Journal of the American Chemical Society*에 게재되었습니다.
풍부한 나트륨 자원을 가진 나트륨 이온 배터리는 대규모 에너지 저장에 이상적인 선택입니다. 그러나 충방전 주기 동안 발생하는 복잡한 상전이와 전압 히스테리시는 에너지 밀도와 사이클 수명을 심각하게 제한합니다. 전통적인 개질 전략은 층상 산화물의 평면 설계에 초점을 맞춰 왔기 때문에, 평면 외 구조 불안정성 문제를 해결하기 어렵습니다.
이번에 연구팀은 결정학적 대칭의 관점에서 접근하여 "평면 외 대칭 설계"라는 새로운 전략을 제안했습니다. 알칼리 금속층에 전하 불균등화를 도입함으로써 P3형 층상 산화물에 단사정계 격자 왜곡을 유도하여 독특한 평면 외 대칭을 만들었습니다. 이를 통해 P형 및 O형 나트륨 이온 삽입 위치의 공존을 달성하고, 장거리 산소 이온 슬라이딩을 차단하며, 유해한 상전이를 효과적으로 억제했습니다.
테스트 결과, 이 전략을 기반으로 준비된 양극재는 100회 충방전 후 사이클 평균 전압 지연이 0.16V에 불과하며 에너지 밀도는 437Wh/kg입니다. 100mA/g의 전류 밀도에서 200회 충방전 후 용량 유지율은 80.2%에 달하여 비교 재료를 훨씬 능가합니다. 이 전략은 강력한 보편성을 보여주며 다른 층상 전극 시스템으로 확장될 수 있어 나트륨 이온 배터리의 산업화를 위한 핵심 기술 지원을 제공합니다.
시안탄 대학교의 공동 연구팀은 나트륨 이온 배터리의 카토드 재료의 설계에 대한 새로운 패러다임을 제안합니다.
April 3, 2026
