鈷酸鋰是一種層狀金屬氧化物，在開發(fā)可充電電池方面引起了極大的關(guān)注。由于鈉的自然豐度，鈉離子電池可以存儲網(wǎng)格規(guī)模的能量。組成可以決定電化學性能的結(jié)構(gòu)化學，但是，由于組成復雜，結(jié)果很難預(yù)測?，F(xiàn)在在有關(guān)科學的新報告中趙成龍和中國科學院，美國哈佛大學，荷蘭代爾夫特理工大學和加拿大多倫多大學的國際科學家團隊介紹了一種“陽離子潛力”，以捕捉與分層材料并預(yù)測最終的堆疊結(jié)構(gòu)。該團隊展示了堆疊體系結(jié)構(gòu)如何確定功能特性，從而為開發(fā)用于電能存儲的堿金屬層狀氧化物提供解決方案。

研究人員必須開發(fā)可持續(xù)的電能存儲系統(tǒng)，以滿足整合間歇性可再生能源的需求。與鋰(Li)離子電池相比，鈉(Na)的豐富性和低成本使得Na-離子電池成為智能電網(wǎng)和大規(guī)模儲能的理想替代品。自1980年以來，鋰離子層狀電池就代表了電極材料的主要家族;美國材料科學家JBGoodenough偶然將其開發(fā)為一種新的陰極材料，最終于2019年與M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino共同獲得了諾貝爾化學獎。一種或多種過渡金屬(TM)元素可以促進與鋰離子(脫)嵌入相關(guān)的氧化還原反應(yīng)。例如，材料科學家可以從邊緣共享的過渡金屬氧化物(TMO 6)八面體構(gòu)建層狀結(jié)構(gòu)，以形成重復層，其中鋰離子可以放置在八面體氧環(huán)境中以觀察O型堆積。這種結(jié)構(gòu)提供了高成分多樣性和可調(diào)節(jié)的電化學性能，并改善了電荷。