由于全球锂资源储量低且分布不均，所以目前急需开发一类性能可媲美锂离子电池，且具有绿色和低成本优势的二次电池。因此集性能、安全、成本等优势于一身的钠离子电池逐渐受到科研界的广泛关注。层状氧化物正极材料作为钠离子电池最有前途的正极材料之一，兼顾着高比容量、简易合成工序、环境友好等优点。然而层状氧化物仍存在着传输动力学缓慢、相变复杂和空气稳定性差等关键科学问题，严重影响着其实际运用，限制其大规模生产。

基于对以上重要科学问题的研究探索，在侴术雷教授的悉心指导和碳中和研究院平台的支持下，肖遥团队提出了一种由宏入微的研究思路，总结了一系列从不同维度调控层状氧化物正极材料物化性能的新方法。首先立足于宏观层面，总结了微球、纳米片、纳米线、暴露活性晶面等一系列微观形貌设计方法对钠离子传输动力学缓慢的改善。然而，应对部分电极材料在电化学过程中表现出的复杂相变，以及材料本身的空气稳定性不佳的问题。通过外部的形貌设计难以进行改善，往往需深入材料内部进行考量。对此，该综述第二部分内容逐渐步入微观层面，总结了通过对材料局部微观环境进行本征电子/离子调控以改善材料的物理化学性能的局域化学策略。该部分内容主要集中在应力工程、阴离子氧化还原和本征结构调控三个方面，详细总结了相关新颖方法对材料电化学性能改善。在该综述的最后一部分，提出了类似于“基因工程”的结构基元构筑策略。这部分深入原子层面，探析微观结构对材料性能在本质上的影响。主要内容围绕层状氧化物正极材料晶格氧逃逸这一重点问题，从原子水平展开对氧析出的机理剖析，以及基于该机理延伸的系列应用研究。该论文将对未来层状氧化物的优化策略提供全新的研究思路，开启从不同维度调控层状氧化物正极材料物化性能的新方法，也将为实现钠基层状氧化物正极材料产业化而助力。

图1. 钠离子电池层状氧化物正极材料：微观结构设计、局域化学调控、结构基元构筑

该成果以“Layered oxidecathodes for sodium-ion batteries: microstructure design, local chemistry and structural unit”为题发表在国内旗舰期刊Science China Chemistry上（IF：10.138，在JCR和《中科院期刊分区表》1区）。BAT365唯一官网作为第一通讯单位，BAT365官网2022级硕士研究生孔令益和刘含笑为本文共同第一作者。BAT365官网肖遥/侴术雷/朱燕芳教授为本文的通讯作者。

原文链接：https://www.sciengine.com/SCC/doi/10.1007/s11426-022-1550-2